JP5504910B2 - Imaging apparatus and driving method of imaging apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置および撮像装置の駆動方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and a driving method of the imaging apparatus.

近年、CMOS型の撮像装置を用いたビデオカメラやデジタルカメラが広く一般に普及している。CMOS型の撮像装置は、複数の画素が二次元行列状に配置された画素アレイを有している。CMOS型の撮像装置に対する電子シャッタ方式として、一画面同時にシャッタ動作を行うグローバルシャッタ方式と、選択された行毎にシャッタ動作を行うローリングシャッタ方式とがある。一般に、CMOS型の撮像装置では、ローリングシャッタ方式が用いられる場合が多い。   In recent years, video cameras and digital cameras using CMOS type imaging devices have been widely used. The CMOS type imaging device has a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a two-dimensional matrix. As an electronic shutter system for a CMOS type imaging device, there are a global shutter system that performs a shutter operation simultaneously on one screen and a rolling shutter system that performs a shutter operation for each selected row. In general, a rolling shutter system is often used in a CMOS type imaging apparatus.

ここで、例えば、動画撮影やライブビュー画像(以下、スルー画像とも称する)の表示等のフレームレートの高い処理の場合、画素アレイから全画素の信号を読み出さずに、間引き読み出しが実施される。間引き読み出しが実施された場合、読み飛ばされる行の画素の光電変換部に蓄積された電荷は、読み出されない。このため、ローリングシャッタ方式では、露光量が光電変換部の飽和レベルより大きい場合、読み飛ばされる行の画素の光電変換部の電荷は、光電変換部から溢れる。この場合、光電変換部から溢れた電荷が読み出される行の画素に漏れ込むこと(ブルーミング現象)により、撮影された画像の質が低下する。   Here, for example, in the case of processing with a high frame rate such as moving image shooting or display of a live view image (hereinafter also referred to as a through image), thinning-out readout is performed without reading out signals of all pixels from the pixel array. When the thinning-out reading is performed, the charge accumulated in the photoelectric conversion unit of the pixel in the row to be skipped is not read out. For this reason, in the rolling shutter system, when the exposure amount is larger than the saturation level of the photoelectric conversion unit, the charge of the photoelectric conversion unit of the pixel in the row to be skipped overflows from the photoelectric conversion unit. In this case, the quality of the captured image is deteriorated due to leakage of charges overflowing from the photoelectric conversion unit to the pixels in the row from which the charges are read (blooming phenomenon).

なお、ローリングシャッタ方式が用いられた撮像装置で間引き読み出しを実施する場合に、読み飛ばされる行の画素に対してブルーミング対策の電子シャッタ動作を行うことにより、画質の劣化を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1の構成では、センサコントローラは、同時に電子シャッタを実施する行数をアドレス加算量に基づいて求め、読み飛ばされる行の画素に対してブルーミング対策の電子シャッタ動作が実施されるように、垂直選択デコーダを制御する。   In addition, when thinning readout is performed by an imaging apparatus using a rolling shutter system, a technique for suppressing deterioration in image quality is proposed by performing an electronic shutter operation as a countermeasure against blooming on pixels in a row to be skipped. (For example, Patent Document 1). In the configuration of Patent Document 1, the sensor controller obtains the number of rows for which the electronic shutter is simultaneously executed based on the address addition amount, and the electronic shutter operation for preventing blooming is performed on the pixels in the row to be skipped. Controls the vertical selection decoder.

特開2008−288904号公報JP 2008-288904 A

特許文献1の技術では、電子シャッタが同時に実施される行数を演算で求めて、読み飛ばされる全ての行の画素に対してブルーミング対策の電子シャッタ動作を実施するため、制御動作が複雑になり、回路規模が増大するおそれがある。   In the technique of Patent Document 1, the number of rows in which the electronic shutter is simultaneously executed is obtained by calculation, and the electronic shutter operation for countermeasures against blooming is performed on the pixels in all rows skipped, so that the control operation becomes complicated. The circuit scale may increase.

本発明の目的は、ローリングシャッタ方式が用いられる撮像装置において、回路規模を増大させることなく、間引き読み出しが実施された際の撮影画像の画質の劣化を容易に抑制することである。   An object of the present invention is to easily suppress deterioration in image quality of a captured image when thinning-out readout is performed without increasing the circuit scale in an imaging apparatus using a rolling shutter system.

撮像装置は、入射光に応じた信号電荷を生成し蓄積する光電変換部を有する画素が2次元行列状に配置された画素アレイと、光電変換部を行毎にリセットする第1制御と、信号電荷に対応する画素信号を画素から行毎に読み出す第2制御とを実行する垂直走査回路と、タイミング制御部とを有している。タイミング制御部は、1行分の画素信号を読み出すための水平期間に対応する周期毎に、画素信号が読み出される行の間隔に応じた回数の駆動クロックを垂直走査回路に出力する。また、タイミング制御部は、第1制御の実行タイミングを制御するリセットタイミング信号および第2制御の実行タイミングを制御する読み出しタイミング信号を、垂直走査回路に奇数番目の前記駆動クロックおよび偶数番目の前記駆動クロックの一方および他方でそれぞれ取り込まれるように出力する。垂直走査回路は、シフトレジスタおよび垂直駆動回路を有している。シフトレジスタは、リセットタイミング信号および読み出しタイミング信号を受け、受けた信号のレベルを駆動クロックに同期して後段に順次伝達する。垂直駆動回路は、画素アレイの各行に対応する垂直シフトパルスとしてシフトレジスタの各段の出力を受けるとともに、画素信号の読み出し対象が奇数行か偶数行かを示す選択信号を受け、第1制御が実行される行および第2制御が実行される行を垂直シフトパルスおよび選択信号に基づいて選択する。また、タイミング制御部は、間引き読み出しが実施される場合、画素信号が読み出される行の光電変換部のリセットのタイミングを制御する第1リセットタイミング信号をリセットタイミング信号としてシフトレジスタに出力し、かつ、読み出される行に隣接する行の一方の行の光電変換部のリセットのタイミングを制御する第2リセットタイミング信号と、隣接する行の他方の行の光電変換部のリセットのタイミングを制御する第3リセットタイミング信号とを、リセットタイミング信号としてシフトレジスタに出力する。 The imaging apparatus includes a pixel array in which pixels having photoelectric conversion units that generate and accumulate signal charges according to incident light are arranged in a two-dimensional matrix, a first control that resets the photoelectric conversion units for each row , a signal It has a vertical scanning circuit that executes second control for reading out a pixel signal corresponding to the electric charge from the pixel for each row, and a timing control unit. The timing control unit outputs, to the vertical scanning circuit, a driving clock of the number of times corresponding to the interval of the rows from which the pixel signals are read for each cycle corresponding to the horizontal period for reading the pixel signals for one row. In addition, the timing control unit sends a reset timing signal for controlling the execution timing of the first control and a read timing signal for controlling the execution timing of the second control to the vertical scanning circuit to the odd-numbered driving clock and the even-numbered driving. The clock is output so as to be captured by one and the other of the clock. The vertical scanning circuit has a shift register and a vertical driving circuit. The shift register receives the reset timing signal and the read timing signal, and sequentially transmits the level of the received signal to the subsequent stage in synchronization with the drive clock. The vertical drive circuit receives the output of each stage of the shift register as a vertical shift pulse corresponding to each row of the pixel array, and receives a selection signal indicating whether a pixel signal is to be read out from an odd row or an even row, and the first control is executed. And a row on which the second control is executed are selected based on the vertical shift pulse and the selection signal. In addition, when the thinning readout is performed, the timing control unit outputs a first reset timing signal that controls the reset timing of the photoelectric conversion unit in the row from which the pixel signal is read as a reset timing signal to the shift register, and A second reset timing signal for controlling the reset timing of the photoelectric conversion unit in one row of the row adjacent to the row to be read, and a third reset for controlling the reset timing of the photoelectric conversion unit in the other row of the adjacent row The timing signal is output to the shift register as a reset timing signal.

本発明によれば、ローリングシャッタ方式が用いられる撮像装置において、回路規模を増大させることなく、間引き読み出しが実施された際の撮影画像の画質の劣化を容易に抑制できる。   According to the present invention, in an imaging apparatus using a rolling shutter system, it is possible to easily suppress deterioration in image quality of a captured image when thinning readout is performed without increasing the circuit scale.

一実施形態における撮像装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the imaging device in one Embodiment. 図1に示した画素の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pixel shown in FIG. 図1に示した垂直走査回路の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a vertical scanning circuit illustrated in FIG. 1. 図1に示した撮像装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the imaging device shown in FIG. 図1に示した撮像装置の動作の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of operation | movement of the imaging device shown in FIG. 図1に示した撮像装置を用いて構成されたカメラの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the camera comprised using the imaging device shown in FIG. 別の実施形態における撮像装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the imaging device in another embodiment. 1/5間引き読み出しが実施されるときの撮像装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of an imaging device when 1/5 thinning-out reading is implemented. 図2に示した画素の変形例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a modification example of the pixel illustrated in FIG. 2. 図9に示した画素を用いた撮像装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the imaging device using the pixel shown in FIG.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態を示している。この実施形態の撮像装置10は、例えば、ローリングシャッタ方式により被写体像を撮影するCMOS型の撮像装置であり、デジタルカメラに搭載される。撮像装置10は、例えば、画素アレイ20、垂直信号線22、定電流源24、垂直走査回路30、水平シフトレジスタ40、読み出し回路50およびタイミングジェネレータ60を有している。   FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The imaging apparatus 10 of this embodiment is a CMOS type imaging apparatus that captures a subject image by a rolling shutter system, for example, and is mounted on a digital camera. The imaging device 10 includes, for example, a pixel array 20, a vertical signal line 22, a constant current source 24, a vertical scanning circuit 30, a horizontal shift register 40, a readout circuit 50, and a timing generator 60.

画素アレイ20は、n行m列の2次元行列状に配置された複数の画素PXを有している。例えば、画素アレイ20の撮像面には、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ(図示せず)がベイヤー配列で配置されている。各画素PXは、カラーフィルタを介して入射される光の量に応じた電気信号(以下、画素信号とも称する)を生成する。なお、列方向(図の縦方向)に配置された複数の画素PXは、列毎に設けられた垂直信号線22に接続されている。また、各垂直信号線22には、各画素PXからの信号を読み出すために、定電流源24が接続されている。   The pixel array 20 has a plurality of pixels PX arranged in a two-dimensional matrix of n rows and m columns. For example, red, green, and blue color filters (not shown) are arranged in a Bayer array on the imaging surface of the pixel array 20. Each pixel PX generates an electrical signal (hereinafter also referred to as a pixel signal) corresponding to the amount of light incident through the color filter. A plurality of pixels PX arranged in the column direction (vertical direction in the figure) are connected to the vertical signal line 22 provided for each column. In addition, a constant current source 24 is connected to each vertical signal line 22 in order to read a signal from each pixel PX.

垂直走査回路30は、駆動クロックV1、V2、垂直スタート信号STV、制御信号SELod、SELev、RSTS、TXSをタイミングジェネレータ60から受け、制御信号SEL、RST、TXを生成する。そして、垂直走査回路30は、制御信号SEL、RST、TXを用いて、画素アレイ20の画素PXを行毎に制御する。例えば、垂直走査回路30は、制御信号SEL(n−1)、RST(n−1)、TX(n−1)を用いて、n−1行目の画素PXを制御する。   The vertical scanning circuit 30 receives the drive clocks V1 and V2, the vertical start signal STV, the control signals SELod, SELev, RSTS, and TXS from the timing generator 60, and generates the control signals SEL, RST, and TX. The vertical scanning circuit 30 controls the pixels PX of the pixel array 20 for each row using the control signals SEL, RST, and TX. For example, the vertical scanning circuit 30 controls the pixels PX on the (n−1) th row using the control signals SEL (n−1), RST (n−1), and TX (n−1).

なお、垂直走査回路30の詳細は、後述する図3で説明する。以下、制御信号SELod、SELev、SELを選択信号SELod、SELev、SELともそれぞれ称し、制御信号RSTS、RSTをリセット信号RSTS、RSTともそれぞれ称し、制御信号TXS、TXを転送信号TXS、TXともそれぞれ称する。   Details of the vertical scanning circuit 30 will be described later with reference to FIG. Hereinafter, the control signals SELod, SELev, and SEL are also referred to as selection signals SELod, SELev, and SEL, the control signals RSTS and RST are also referred to as reset signals RSTS and RST, and the control signals TXS and TX are also referred to as transfer signals TXS and TX, respectively. .

水平シフトレジスタ40および読み出し回路50は、垂直走査回路30により選択された行の画素PXの信号VOS、VONを順次出力する水平走査回路として機能する。ここで、信号VONは、例えば、画素PXのリセットノイズ成分等を含む固定ノイズ成分を示すノイズ信号である。また、信号VOSは、画素PXのリセットノイズ成分等の固定ノイズ成分と、画素PX内の光電変換部で生成された電荷に応じた信号成分とを含む画素信号である。   The horizontal shift register 40 and the readout circuit 50 function as a horizontal scanning circuit that sequentially outputs the signals VOS and VON of the pixels PX in the row selected by the vertical scanning circuit 30. Here, the signal VON is a noise signal indicating a fixed noise component including a reset noise component of the pixel PX, for example. The signal VOS is a pixel signal including a fixed noise component such as a reset noise component of the pixel PX and a signal component corresponding to the charge generated by the photoelectric conversion unit in the pixel PX.

水平シフトレジスタ40は、駆動クロックH1、H2、水平スタート信号STHをタイミングジェネレータ60から受け、水平シフトパルスSHを読み出し回路50に順次出力する。例えば、水平シフトレジスタ40は、m−1列目の画素PXから読み出された信号に対応する信号VOS、VONを読み出し回路50から出力させるとき、水平シフトパルスSH(m−1)を高レベルに制御し、水平シフトパルスSH(m)を含む他の水平シフトパルスSHを低レベルに制御する。   The horizontal shift register 40 receives the drive clocks H 1 and H 2 and the horizontal start signal STH from the timing generator 60 and sequentially outputs the horizontal shift pulse SH to the readout circuit 50. For example, the horizontal shift register 40 outputs the horizontal shift pulse SH (m−1) to a high level when the signals VOS and VON corresponding to the signals read from the pixels PX in the m−1th column are output from the read circuit 50. And the other horizontal shift pulses SH including the horizontal shift pulse SH (m) are controlled to a low level.

読み出し回路50は、制御信号RHをタイミングジェネレータ60から受け、水平信号線(図示せず)をリセットする。また、読み出し回路50は、タイミングジェネレータ60から受ける制御信号TS、TNに基づいて、画素PXから出力された信号を蓄積する。例えば、読み出し回路50は、制御信号TSが高レベルの期間に、画素PXから出力された画素信号を蓄積し、制御信号TNが高レベルの期間に、画素PXから出力されたノイズ信号を蓄積する。そして、読み出し回路50は、水平シフトパルスSHにより選択された列の画素信号およびノイズ信号を、信号VOS、VONとして出力する。ここで、水平シフトレジスタ40および読み出し回路50については、周知のもの(例えば、特開2008−11179号公報等)を適宜選択して用いることができる。   The read circuit 50 receives the control signal RH from the timing generator 60 and resets a horizontal signal line (not shown). Further, the readout circuit 50 accumulates the signal output from the pixel PX based on the control signals TS and TN received from the timing generator 60. For example, the readout circuit 50 accumulates the pixel signal output from the pixel PX while the control signal TS is at a high level, and accumulates the noise signal output from the pixel PX when the control signal TN is at a high level. . Then, the readout circuit 50 outputs the pixel signal and noise signal of the column selected by the horizontal shift pulse SH as signals VOS and VON. Here, as the horizontal shift register 40 and the readout circuit 50, well-known ones (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-11179) can be appropriately selected and used.

タイミングジェネレータ60は、垂直走査回路30、水平シフトレジスタ40および読み出し回路50の動作を制御する。例えば、全ての画素PXから画素信号が読み出される場合、タイミングジェネレータ60は、後述する図4に示すような駆動クロックV1、V2、スタート信号STV、制御信号SELod、SELev、RSTS、TXSを生成し、垂直走査回路30の動作を制御する。また、例えば、間引き読み出しが実施される場合、タイミングジェネレータ60は、後述する図5に示すような駆動クロックV1、V2、スタート信号STV、制御信号SELod、SELev、RSTS、TXSを生成し、垂直走査回路30の動作を制御する。   The timing generator 60 controls operations of the vertical scanning circuit 30, the horizontal shift register 40 and the reading circuit 50. For example, when pixel signals are read from all the pixels PX, the timing generator 60 generates drive clocks V1 and V2, a start signal STV, control signals SELod, SELev, RSTS, and TXS as shown in FIG. The operation of the vertical scanning circuit 30 is controlled. Further, for example, when thinning readout is performed, the timing generator 60 generates drive clocks V1 and V2, a start signal STV, control signals SELod, SELev, RSTS, and TXS as shown in FIG. The operation of the circuit 30 is controlled.

なお、タイミングジェネレータ60は、画素アレイ20および垂直走査回路30等の周辺回路が形成される基板上に一体に形成されてもよいし、画素アレイ20等が形成される基板とは別の基板等に設けられてもよい。例えば、タイミングジェネレータ60は、後述する図6に示す制御部130内に設けられてもよい。   Note that the timing generator 60 may be integrally formed on a substrate on which peripheral circuits such as the pixel array 20 and the vertical scanning circuit 30 are formed, or a substrate other than the substrate on which the pixel array 20 and the like are formed. May be provided. For example, the timing generator 60 may be provided in the control unit 130 shown in FIG.

図2は、図1に示した画素PXの一例を示している。画素PXは、光電変換部としてのフォトダイオードPD、転送トランジスタMTR、増幅トランジスタMAM、画素選択トランジスタMSE、リセットトランジスタMRSおよびフローティングディフュージョンFD(フローティングディフュージョン領域)を有している。なお、この実施形態では、画素PX内に形成されるトランジスタMTR、MAM、MSE、MRSは、全てnMOSトランジスタである。また、フローティングディフュージョンFDは、フォトダイオードPDから転送される電荷を蓄積する寄生容量が形成される領域(トランジスタMTRのドレイン領域、トランジスタMTR、MAM間の配線領域、トランジスタMAMのゲート領域、リセットトランジスタMRSのソース領域等)である。   FIG. 2 shows an example of the pixel PX shown in FIG. The pixel PX includes a photodiode PD as a photoelectric conversion unit, a transfer transistor MTR, an amplification transistor MAM, a pixel selection transistor MSE, a reset transistor MRS, and a floating diffusion FD (floating diffusion region). In this embodiment, the transistors MTR, MAM, MSE, and MRS formed in the pixel PX are all nMOS transistors. In addition, the floating diffusion FD is a region in which parasitic capacitance for accumulating charges transferred from the photodiode PD is formed (a drain region of the transistor MTR, a wiring region between the transistors MTR and MAM, a gate region of the transistor MAM, a reset transistor MRS). Source region, etc.).

フォトダイオードPDは、入射光に応じた信号電荷を生成し蓄積する光電変換部であり、アノードが接地され、カソードが転送トランジスタMTRのソースに接続されている。   The photodiode PD is a photoelectric conversion unit that generates and accumulates signal charges according to incident light, and has an anode grounded and a cathode connected to the source of the transfer transistor MTR.

転送トランジスタMTRは、ゲートに印加される転送信号TXが高レベルの期間にオンし、フォトダイオードPDに蓄積されている信号電荷をフローティングディフュージョンFDに転送する。   The transfer transistor MTR is turned on while the transfer signal TX applied to the gate is at a high level, and transfers the signal charge accumulated in the photodiode PD to the floating diffusion FD.

増幅トランジスタMAMは、ソースが画素選択トランジスタMSEのドレインに接続され、ドレインが電源VDDに接続され、ゲートが転送トランジスタMTRのドレインに接続されている。すなわち、フローティングディフュージョンFDに転送された信号電荷に応じた電圧は、増幅トランジスタMAMのゲートに入力される。そして、増幅トランジスタMAMは、例えば、ゲートの電圧から増幅トランジスタMAMの閾値電圧分降下した電圧を、ソースから出力する。このように、増幅トランジスタMAMは、フローティングディフュージョンFDに転送された信号電荷に応じた信号を生成する。   The amplification transistor MAM has a source connected to the drain of the pixel selection transistor MSE, a drain connected to the power supply VDD, and a gate connected to the drain of the transfer transistor MTR. That is, the voltage corresponding to the signal charge transferred to the floating diffusion FD is input to the gate of the amplification transistor MAM. For example, the amplification transistor MAM outputs, from the source, a voltage obtained by dropping the gate voltage by the threshold voltage of the amplification transistor MAM. As described above, the amplification transistor MAM generates a signal corresponding to the signal charge transferred to the floating diffusion FD.

画素選択トランジスタMSEは、ゲートに印加される選択信号SELが高レベルの期間にオンし、ソースに接続された垂直信号線22と増幅トランジスタMAMのソースとの間を導通させる。したがって、画素選択トランジスタMSEがオンの期間では、増幅トランジスタMAMと、画素選択トランジスタMSEと、垂直信号線22に接続された定電流源24とにより、ソースフォロア回路が構成される。これにより、画素選択トランジスタMSEにより選択された画素PXの信号が、垂直信号線22に出力される。   The pixel selection transistor MSE is turned on when the selection signal SEL applied to the gate is at a high level, and conducts between the vertical signal line 22 connected to the source and the source of the amplification transistor MAM. Therefore, during the period in which the pixel selection transistor MSE is on, the amplification transistor MAM, the pixel selection transistor MSE, and the constant current source 24 connected to the vertical signal line 22 constitute a source follower circuit. As a result, the signal of the pixel PX selected by the pixel selection transistor MSE is output to the vertical signal line 22.

リセットトランジスタMRSは、ソースが増幅トランジスタMAMのゲートに接続され、ドレインが電源VDDに接続されている。そして、リセットトランジスタMRSは、ゲートに印加されるリセット信号RSTが高レベルの期間にオンし、フローティングディフュージョンFDの電荷をリセットする。   The reset transistor MRS has a source connected to the gate of the amplification transistor MAM and a drain connected to the power supply VDD. The reset transistor MRS is turned on while the reset signal RST applied to the gate is at a high level, and resets the charge of the floating diffusion FD.

図3は、図1に示した垂直走査回路30の一例を示している。垂直走査回路30は、垂直シフトレジスタ32および垂直駆動回路34を有している。   FIG. 3 shows an example of the vertical scanning circuit 30 shown in FIG. The vertical scanning circuit 30 includes a vertical shift register 32 and a vertical drive circuit 34.

垂直シフトレジスタ32は、縦続接続されたn段の単位回路33を有している。単位回路33は、クロック入力部CK1、CK2にそれぞれ入力される駆動クロックV1、V2により駆動される。例えば、単位回路33は、2相クロック方式で動作するスタティック型のD型フリップフロップ回路である。なお、単位回路33は、クロック入力部CK1、CK2の一方が省かれて構成されてもよいし、3つ以上のクロック入力部CKを有してもよい。また、単位回路33は、ダイナミック型のD型フリップフロップ回路でもよいし、D型フリップフロップ回路以外の回路でもよい。   The vertical shift register 32 includes n stages of unit circuits 33 connected in cascade. The unit circuit 33 is driven by drive clocks V1 and V2 input to the clock input units CK1 and CK2, respectively. For example, the unit circuit 33 is a static D-type flip-flop circuit that operates in a two-phase clock system. The unit circuit 33 may be configured by omitting one of the clock input units CK1 and CK2, or may include three or more clock input units CK. The unit circuit 33 may be a dynamic D-type flip-flop circuit or a circuit other than the D-type flip-flop circuit.

1段目の単位回路33のデータ入力部INには、垂直スタート信号STVが入力される。2段目以降の単位回路33のデータ入力部INは、前段の単位回路33のデータ出力部OUTに接続される。さらに、各段の単位回路33のデータ出力部OUTから出力される信号は、画素アレイ20の各行に対応する垂直シフトパルスSVとして、垂直駆動回路34に入力される。例えば、垂直シフトパルスSV(2)は、画素アレイ20の2行目に対応している。このように、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV1、V2、垂直スタート信号STVをタイミングジェネレータ60から受け、垂直シフトパルスSVを垂直駆動回路34に出力する。   The vertical start signal STV is input to the data input section IN of the unit circuit 33 in the first stage. The data input unit IN of the unit circuit 33 in the second and subsequent stages is connected to the data output unit OUT of the unit circuit 33 in the previous stage. Further, a signal output from the data output unit OUT of the unit circuit 33 of each stage is input to the vertical drive circuit 34 as a vertical shift pulse SV corresponding to each row of the pixel array 20. For example, the vertical shift pulse SV (2) corresponds to the second row of the pixel array 20. As described above, the vertical shift register 32 receives the drive clocks V 1 and V 2 and the vertical start signal STV from the timing generator 60 and outputs the vertical shift pulse SV to the vertical drive circuit 34.

ここで、例えば、単位回路33は、駆動クロックV1が高レベルの期間では、データ入力部INと単位回路33内のデータ保持部(図示せず)とを電気的に接続し、駆動クロックV1が低レベルの期間では、データ入力部INと単位回路33内のデータ保持部とを電気的に非接続する。また、単位回路33は、駆動クロックV2が高レベルの期間では、データ出力部OUTと単位回路33内のデータ保持部とを電気的に接続し、駆動クロックV2が低レベルの期間では、データ出力部OUTと単位回路33内のデータ保持部とを電気的に非接続する。   Here, for example, the unit circuit 33 electrically connects the data input unit IN and a data holding unit (not shown) in the unit circuit 33 during a period in which the drive clock V1 is at a high level. During the low level period, the data input unit IN and the data holding unit in the unit circuit 33 are electrically disconnected. The unit circuit 33 electrically connects the data output unit OUT and the data holding unit in the unit circuit 33 when the drive clock V2 is at a high level, and outputs data when the drive clock V2 is at a low level. The unit OUT is electrically disconnected from the data holding unit in the unit circuit 33.

したがって、例えば、単位回路33は、駆動クロックV1の立ち下がり時のデータ入力部INの入力信号(入力値)を、駆動クロックV2の立ち上がりで、データ出力部OUTから出力する。なお、データ出力部OUTの出力信号(出力値)は、駆動クロックV2が再度立ち上がるまで保持される。これにより、垂直シフトパルスSVのレベルは、駆動クロックV2の立ち上がり毎に、後段にシフトする。   Therefore, for example, the unit circuit 33 outputs the input signal (input value) of the data input unit IN at the fall of the drive clock V1 from the data output unit OUT at the rise of the drive clock V2. The output signal (output value) of the data output unit OUT is held until the drive clock V2 rises again. As a result, the level of the vertical shift pulse SV is shifted to the subsequent stage every time the drive clock V2 rises.

垂直駆動回路34は、画素アレイ20の行毎に設けられたn個の単位回路35を有している。各単位回路35は、選択信号SELod、SELevの一方、リセット信号RSTS、転送信号TXSおよび垂直シフトパルスSVを受け、垂直シフトパルスSVに対応する行の画素PXに、選択信号SEL、リセット信号RSTおよび転送信号TXを出力する。なお、選択信号SELodは、奇数行目に対応する単位回路35に入力され、選択信号SELevは、偶数行目に対応する単位回路35に入力される。例えば、各単位回路35は、AND回路36、レベルシフト回路37、NAND回路38およびAND回路39を有している。   The vertical drive circuit 34 has n unit circuits 35 provided for each row of the pixel array 20. Each unit circuit 35 receives one of the selection signals SELod and SELev, the reset signal RSTS, the transfer signal TXS, and the vertical shift pulse SV, and applies the selection signal SEL, the reset signal RST, and the pixel PX in the row corresponding to the vertical shift pulse SV. A transfer signal TX is output. The selection signal SELod is input to the unit circuit 35 corresponding to the odd-numbered row, and the selection signal SELev is input to the unit circuit 35 corresponding to the even-numbered row. For example, each unit circuit 35 includes an AND circuit 36, a level shift circuit 37, a NAND circuit 38, and an AND circuit 39.

AND回路36は、垂直シフトパルスSVおよび転送信号TXSを受け、垂直シフトパルスSVと転送信号TXSとの論理積結果をレベルシフト回路37に出力する。レベルシフト回路37は、例えば、AND回路36から受けた信号を必要な電圧レベルに変換し、変換した電圧を転送信号TXとして画素PXに出力する。NAND回路38は、垂直シフトパルスSVおよびリセット信号RSTSを受ける。そして、NAND回路38は、垂直シフトパルスSVとリセット信号RSTSとの否定論理積結果を、リセット信号RSTとして画素PXに出力する。   The AND circuit 36 receives the vertical shift pulse SV and the transfer signal TXS, and outputs a logical product result of the vertical shift pulse SV and the transfer signal TXS to the level shift circuit 37. For example, the level shift circuit 37 converts the signal received from the AND circuit 36 into a necessary voltage level, and outputs the converted voltage to the pixel PX as the transfer signal TX. NAND circuit 38 receives vertical shift pulse SV and reset signal RSTS. Then, the NAND circuit 38 outputs a negative logical product result of the vertical shift pulse SV and the reset signal RSTS to the pixel PX as the reset signal RST.

AND回路39は、選択信号SELod、SELevの一方および垂直シフトパルスSVを受ける。そして、例えば、奇数行目に対応する単位回路35のAND回路39は、垂直シフトパルスSVと選択信号SELodとの論理積結果を、選択信号SELとして画素PXに出力する。なお、偶数行目に対応する単位回路35のAND回路39は、垂直シフトパルスSVと選択信号SELevとの論理積結果を、選択信号SELとして画素PXに出力する。   AND circuit 39 receives one of selection signals SELod and SELev and vertical shift pulse SV. For example, the AND circuit 39 of the unit circuit 35 corresponding to the odd-numbered row outputs the logical product result of the vertical shift pulse SV and the selection signal SELod to the pixel PX as the selection signal SEL. The AND circuit 39 of the unit circuit 35 corresponding to the even-numbered row outputs a logical product result of the vertical shift pulse SV and the selection signal SELev to the pixel PX as the selection signal SEL.

このように、垂直駆動回路34は、垂直シフトパルスSVと、タイミングジェネレータ60から受ける制御信号SELod、SELev、RSTS、TXSとに基づいて、制御信号SEL、RST、TXを生成する。   As described above, the vertical drive circuit 34 generates the control signals SEL, RST, TX based on the vertical shift pulse SV and the control signals SELod, SELev, RSTS, TXS received from the timing generator 60.

図4は、図1に示した撮像装置10の動作の一例を示している。なお、図4は、画素アレイ20の全ての画素PXから画像信号VOSおよびノイズ信号VONをそれぞれ読み出すときの垂直シフトレジスタ32、垂直駆動回路34およびタイミングジェネレータ60の動作を示している。以下、画素アレイ20の全ての画素PXから画像信号VOSおよびノイズ信号VONをそれぞれ読み出すことを、全画素読み出しとも称する。   FIG. 4 shows an example of the operation of the imaging apparatus 10 shown in FIG. FIG. 4 shows operations of the vertical shift register 32, the vertical drive circuit 34, and the timing generator 60 when the image signal VOS and the noise signal VON are read from all the pixels PX of the pixel array 20, respectively. Hereinafter, reading the image signal VOS and the noise signal VON from all the pixels PX of the pixel array 20 is also referred to as all-pixel reading.

図中の星印は、フォトダイオードPDをリセットするための制御信号SEL、RST、TXが生成されることを示し、三角形は、画素PXから信号を読み出すための制御信号SEL、RST、TXが生成されることを示している。すなわち、図中の星印は、フォトダイオードPDがリセットされることを示し、三角形は、画素PXから信号が読み出されることを示している。また、期間TH(TH1−TH10)は、互いに同じ長さであり、例えば、1行分の画像信号VOSおよびノイズ信号VONを画素PXから順次読み出すための水平期間と同じ長さである。以下、期間THを、水平期間THとも称する。   Stars in the figure indicate that control signals SEL, RST, TX for resetting the photodiode PD are generated, and triangles generate control signals SEL, RST, TX for reading signals from the pixel PX. It is shown that. That is, the star in the figure indicates that the photodiode PD is reset, and the triangle indicates that a signal is read from the pixel PX. The period TH (TH1-TH10) has the same length as each other, for example, the same length as the horizontal period for sequentially reading out the image signal VOS and the noise signal VON for one row from the pixel PX. Hereinafter, the period TH is also referred to as a horizontal period TH.

垂直スタート信号STVは、例えば、フォトダイオードPDのリセットのタイミングを制御するためのリセットタイミングパルスSTV10と、画素PXから信号を読み出すタイミングを制御するための読み出しタイミングパルスSTV20である。また、駆動クロックV1、V2は、例えば、位相が互いに異なるクロックである。例えば、駆動クロックV1、V2は、垂直シフトレジスタ32を動作させるとき、高レベルの期間が互いに重ならないように生成される。全画素読み出しの場合、高レベルの駆動クロックV2は、水平期間TH毎に、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に1回出力される。したがって、全画素読み出しの場合、駆動クロックV1、V2の周期は、水平期間THと同じである。   The vertical start signal STV is, for example, a reset timing pulse STV10 for controlling the reset timing of the photodiode PD and a read timing pulse STV20 for controlling the timing of reading a signal from the pixel PX. The drive clocks V1 and V2 are clocks having different phases, for example. For example, the drive clocks V1 and V2 are generated so that the high-level periods do not overlap each other when the vertical shift register 32 is operated. In the case of all pixel readout, the high-level drive clock V2 is output once from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 every horizontal period TH. Therefore, in the case of all pixel readout, the cycle of the drive clocks V1 and V2 is the same as the horizontal period TH.

選択信号SELevは、選択信号SELodの反転信号である。例えば、タイミングジェネレータ60は、駆動クロックV2の立ち上がりに同期して、選択信号SELev、SELodのレベルを変化させる。したがって、全画素読み出しの場合、選択信号SELev、SELodの周期は、水平期間THの2倍である。例えば、高レベルの転送信号TXSは、水平期間TH毎に、タイミングジェネレータ60から垂直駆動回路34に1回出力される。したがって、転送信号TXSの周期は、水平期間THと同じである。なお、図4には図示していないが、リセット信号RSTSは、高レベルに維持されている。   The selection signal SELev is an inverted signal of the selection signal SELod. For example, the timing generator 60 changes the levels of the selection signals SELev and SELod in synchronization with the rising edge of the drive clock V2. Therefore, in the case of all pixel readout, the cycle of the selection signals SELev and SELod is twice the horizontal period TH. For example, the high-level transfer signal TXS is output once from the timing generator 60 to the vertical drive circuit 34 every horizontal period TH. Therefore, the cycle of the transfer signal TXS is the same as the horizontal period TH. Although not shown in FIG. 4, the reset signal RSTS is maintained at a high level.

先ず、タイミングジェネレータ60は、リセットタイミングパルスSTV10から生成される垂直シフトパルスSV(1)と選択信号SELodとが互いに逆のレベルになるように、リセットタイミングパルスSTV10を垂直シフトレジスタ32に出力する。例えば、タイミングジェネレータ60は、リセットタイミングパルスSTV10が高レベルのときに、駆動クロックV1を高レベルから低レベルに変化させる。そして、タイミングジェネレータ60は、駆動クロックV2を低レベルから高レベルに変化させ、選択信号SELodを高レベルから低レベルに変化させる。これにより、水平期間TH1の動作が実施される。   First, the timing generator 60 outputs the reset timing pulse STV10 to the vertical shift register 32 so that the vertical shift pulse SV (1) generated from the reset timing pulse STV10 and the selection signal SELod are at opposite levels. For example, the timing generator 60 changes the drive clock V1 from a high level to a low level when the reset timing pulse STV10 is at a high level. Then, the timing generator 60 changes the drive clock V2 from the low level to the high level, and changes the selection signal SELod from the high level to the low level. Thereby, the operation in the horizontal period TH1 is performed.

水平期間TH1では、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV2の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)を低レベルから高レベルに変化させる。すなわち、水平期間TH1では、リセットタイミングパルスSTV10を1段シフトした垂直シフトパルスSV(1)が、駆動クロックV2の立ち上がりで、垂直シフトレジスタ32から垂直駆動回路34に出力される。なお、垂直シフトパルスSV(1)は、駆動クロックV2が再度立ち上がるまで、高レベルに維持される。   In the horizontal period TH1, the vertical shift register 32 changes the vertical shift pulse SV (1) from the low level to the high level at the rising edge of the drive clock V2. That is, in the horizontal period TH1, the vertical shift pulse SV (1) obtained by shifting the reset timing pulse STV10 by one stage is output from the vertical shift register 32 to the vertical drive circuit 34 at the rising edge of the drive clock V2. Note that the vertical shift pulse SV (1) is maintained at a high level until the drive clock V2 rises again.

選択信号SEL(1)は、選択信号SELodが低レベルであるため、低レベルに維持される。また、リセット信号RST(1)は、リセット信号RSTSおよび垂直シフトパルスSV(1)の両方が高レベルであるため、低レベルに変化する。そして、リセット信号RST(1)は、垂直シフトパルスSV(1)が低レベルになるまで、低レベルに維持される。また、転送信号TX(1)は、垂直シフトパルスSV(1)が高レベルであるため、高レベルの転送信号TXSが垂直駆動回路34に入力されたとき、高レベルに変化する。そして、転送信号TX(1)は、転送信号TXSおよび垂直シフトパルスSV(1)の両方が高レベルである期間、高レベルに維持される。   The selection signal SEL (1) is maintained at a low level because the selection signal SELod is at a low level. The reset signal RST (1) changes to a low level because both the reset signal RSTS and the vertical shift pulse SV (1) are at a high level. The reset signal RST (1) is kept at a low level until the vertical shift pulse SV (1) becomes a low level. Further, since the transfer signal TX (1) has the high level of the vertical shift pulse SV (1), the transfer signal TX (1) changes to the high level when the high level transfer signal TXS is input to the vertical drive circuit 34. The transfer signal TX (1) is maintained at a high level while both the transfer signal TXS and the vertical shift pulse SV (1) are at a high level.

したがって、1行目の画素PXでは、上述した図2に示した転送トランジスタMTRは、転送信号TX(1)が高レベルの期間にオンし、フォトダイオードPDに蓄積されている信号電荷をフローティングディフュージョンFDに転送する。これにより、フォトダイオードPDは、リセットされる。なお、選択信号SEL(1)が低レベルであるため、フローティングディフュージョンFDに転送された電荷は、垂直信号線22に読み出されない。フローティングディフュージョンFDの電荷は、リセット信号RST(1)が高レベルの期間にリセットされる。   Therefore, in the pixel PX in the first row, the transfer transistor MTR shown in FIG. 2 described above is turned on while the transfer signal TX (1) is at a high level, and the signal charge accumulated in the photodiode PD is transferred to the floating diffusion. Transfer to FD. As a result, the photodiode PD is reset. Note that since the selection signal SEL (1) is at a low level, the charge transferred to the floating diffusion FD is not read out to the vertical signal line 22. The charge of the floating diffusion FD is reset while the reset signal RST (1) is at a high level.

このように、水平期間TH1では、1行目の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされる。なお、水平期間TH1では、垂直シフトパルスSV(1)以外の垂直シフトパルスSVが低レベルであるため、1行目以外の制御信号SEL、RST、TXは、低レベル、高レベルおよび低レベルにそれぞれ維持されている。このため、1行目以外の画素PXでは、フローティングディフュージョンFDは、リセットされるが、フォトダイオードPDは、リセットされない。   Thus, in the horizontal period TH1, the photodiode PD of the pixel PX in the first row is reset. In the horizontal period TH1, the vertical shift pulses SV other than the vertical shift pulse SV (1) are at a low level, so the control signals SEL, RST, TX other than the first row are at a low level, a high level, and a low level. Each is maintained. For this reason, in the pixels PX other than the first row, the floating diffusion FD is reset, but the photodiode PD is not reset.

このように、この実施形態では、垂直駆動回路34は、フォトダイオードPDをリセットするために、選択信号SELおよびリセット信号RSTを低レベルに設定し、高レベルの転送信号TXSを画素PXに出力する。   As described above, in this embodiment, the vertical drive circuit 34 sets the selection signal SEL and the reset signal RST to low level and outputs the high-level transfer signal TXS to the pixel PX in order to reset the photodiode PD. .

水平期間TH2では、垂直スタート信号STVは、例えば、少なくとも駆動クロックV2が立ち上がるまで、低レベルに維持されている。このため、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV2の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)を高レベルから低レベルに変化させ、垂直シフトパルスSV(2)を低レベルから高レベルに変化させる。すなわち、水平期間TH2では、リセットタイミングパルスSTV10を2段シフトした垂直シフトパルスSV(2)が、駆動クロックV2の立ち上がりで、垂直シフトレジスタ32から垂直駆動回路34に出力される。なお、垂直シフトパルスSV(2)は、駆動クロックV2が再度立ち上がるまで、高レベルに維持される。   In the horizontal period TH2, the vertical start signal STV is maintained at a low level, for example, at least until the drive clock V2 rises. Therefore, the vertical shift register 32 changes the vertical shift pulse SV (1) from the high level to the low level and changes the vertical shift pulse SV (2) from the low level to the high level at the rising edge of the drive clock V2. That is, in the horizontal period TH2, the vertical shift pulse SV (2) obtained by shifting the reset timing pulse STV10 by two stages is output from the vertical shift register 32 to the vertical drive circuit 34 at the rising edge of the drive clock V2. The vertical shift pulse SV (2) is maintained at a high level until the drive clock V2 rises again.

選択信号SEL(2)は、選択信号SELevが低レベルであるため、低レベルに維持される。なお、選択信号SELevは、駆動クロックV2の立ち上がりで、高レベルから低レベルに変化している。また、リセット信号RST(2)は、リセット信号RSTSおよび垂直シフトパルスSV(2)の両方が高レベルであるため、低レベルに変化する。そして、リセット信号RST(2)は、垂直シフトパルスSV(2)が低レベルになるまで、低レベルに維持される。   The selection signal SEL (2) is maintained at a low level because the selection signal SELev is at a low level. Note that the selection signal SELev changes from a high level to a low level at the rising edge of the drive clock V2. The reset signal RST (2) changes to a low level because both the reset signal RSTS and the vertical shift pulse SV (2) are at a high level. The reset signal RST (2) is kept at a low level until the vertical shift pulse SV (2) becomes a low level.

また、転送信号TX(2)は、垂直シフトパルスSV(2)が高レベルであるため、転送信号TXSが垂直駆動回路34に入力されたとき、高レベルに変化する。そして、転送信号TX(2)は、転送信号TXSおよび垂直シフトパルスSV(2)の両方が高レベルである期間、高レベルに維持される。したがって、水平期間TH2では、2行目の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされる。なお、水平期間TH2では、垂直シフトパルスSV(2)以外の垂直シフトパルスSVが低レベルであるため、2行目以外の画素PXでは、フォトダイオードPDは、リセットされない。   Further, the transfer signal TX (2) changes to a high level when the transfer signal TXS is input to the vertical drive circuit 34 because the vertical shift pulse SV (2) is at a high level. The transfer signal TX (2) is maintained at a high level while both the transfer signal TXS and the vertical shift pulse SV (2) are at a high level. Accordingly, in the horizontal period TH2, the photodiode PD of the pixel PX in the second row is reset. Note that, in the horizontal period TH2, the vertical shift pulses SV other than the vertical shift pulse SV (2) are at a low level, so the photodiode PD is not reset in the pixels PX other than the second row.

水平期間TH2の後半では、タイミングジェネレータ60は、水平期間TH3に垂直シフトパルスSV(1)を高レベルにするために、リセットタイミングパルスSTV10を垂直シフトレジスタ32に出力する。   In the second half of the horizontal period TH2, the timing generator 60 outputs the reset timing pulse STV10 to the vertical shift register 32 in order to set the vertical shift pulse SV (1) to the high level in the horizontal period TH3.

水平期間TH3では、駆動クロックV2の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)は、低レベルから高レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)は、高レベルから低レベルに変化する。すなわち、水平期間TH3では、垂直シフトレジスタ32は、最初のリセットタイミングパルスSTV10を3段シフトした垂直シフトパルスSV(3)と、2つ目のリセットタイミングパルスSTV10を1段シフトした垂直シフトパルスSV(1)とを、垂直駆動回路34に出力する。選択信号SEL(1)、SEL(3)は、選択信号SELodが低レベルであるため、低レベルに維持される。これにより、水平期間TH3では、1行目の画素PXのフォトダイオードPDに2回目のリセットが実施され、3行目の画素PXのフォトダイオードPDに1回目のリセットが実施される。   In the horizontal period TH3, the vertical shift pulses SV (1) and SV (3) change from a low level to a high level and the vertical shift pulse SV (2) changes from a high level to a low level at the rising edge of the drive clock V2. Change. That is, in the horizontal period TH3, the vertical shift register 32 causes the vertical shift pulse SV (3) obtained by shifting the first reset timing pulse STV10 by three stages and the vertical shift pulse SV obtained by shifting the second reset timing pulse STV10 by one stage. (1) is output to the vertical drive circuit 34. The selection signals SEL (1) and SEL (3) are maintained at a low level because the selection signal SELod is at a low level. Accordingly, in the horizontal period TH3, the second reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the first row, and the first reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the third row.

水平期間TH4では、垂直スタート信号STVは、例えば、少なくとも駆動クロックV2が立ち上がるまで、低レベルに維持されている。このため、水平期間TH4では、垂直シフトレジスタ32は、最初のリセットタイミングパルスSTV10を4段シフトした垂直シフトパルスSV(4)と、2つ目のリセットタイミングパルスSTV10を2段シフトした垂直シフトパルスSV(2)とを、垂直駆動回路34に出力する。   In the horizontal period TH4, the vertical start signal STV is maintained at a low level, for example, at least until the drive clock V2 rises. Therefore, in the horizontal period TH4, the vertical shift register 32 causes the vertical shift pulse SV (4) obtained by shifting the first reset timing pulse STV10 by four stages and the vertical shift pulse obtained by shifting the second reset timing pulse STV10 by two stages. SV (2) is output to the vertical drive circuit 34.

これにより、水平期間TH4では、2行目の画素PXのフォトダイオードPDに2回目のリセットが実施され、4行目の画素PXのフォトダイオードPDに1回目のリセットが実施される。なお、水平期間TH4の後半では、タイミングジェネレータ60は、水平期間TH5に垂直シフトパルスSV(1)を高レベルにするために、リセットタイミングパルスSTV10を垂直シフトレジスタ32に出力する。   Thereby, in the horizontal period TH4, the second reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the second row, and the first reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the fourth row. In the second half of the horizontal period TH4, the timing generator 60 outputs a reset timing pulse STV10 to the vertical shift register 32 in order to set the vertical shift pulse SV (1) to a high level in the horizontal period TH5.

水平期間TH5では、垂直シフトレジスタ32は、高レベルの垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)と、図4に図示していない高レベルの垂直シフトパルスSV(5)とを、垂直駆動回路34に出力する。これにより、水平期間TH5では、1行目の画素PXのフォトダイオードPDに3回目のリセットが実施され、3行目の画素PXのフォトダイオードPDに2回目のリセットが実施され、5行目の画素PXのフォトダイオードPDに1回目のリセットが実施される。   In the horizontal period TH5, the vertical shift register 32 vertically drives the high level vertical shift pulses SV (1) and SV (3) and the high level vertical shift pulse SV (5) not shown in FIG. Output to the circuit 34. As a result, in the horizontal period TH5, the photodiode PD of the pixel PX in the first row is reset for the third time, and the photodiode PD of the pixel PX in the third row is reset for the second time. A first reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX.

なお、水平期間TH5の垂直シフトパルスSV(1)は、3つ目のリセットタイミングパルスSTV10を1段シフトした信号である。また、水平期間TH5の垂直シフトパルスSV(3)、SV(5)は、水平期間TH4の垂直シフトパルスSV(2)、SV(4)をそれぞれ1段シフトした信号である。すなわち、水平期間TH5では、垂直シフトパルスSV(5)は、最初のリセットタイミングパルスSTV10を5段シフトした信号であり、垂直シフトパルスSV(3)は、2つ目のリセットタイミングパルスSTV10を3段シフトした信号である。   Note that the vertical shift pulse SV (1) in the horizontal period TH5 is a signal obtained by shifting the third reset timing pulse STV10 by one stage. The vertical shift pulses SV (3) and SV (5) in the horizontal period TH5 are signals obtained by shifting the vertical shift pulses SV (2) and SV (4) in the horizontal period TH4 by one stage. That is, in the horizontal period TH5, the vertical shift pulse SV (5) is a signal obtained by shifting the first reset timing pulse STV10 by five stages, and the vertical shift pulse SV (3) is obtained by changing the second reset timing pulse STV10 to 3 times. This is a stage shifted signal.

このように、3つのリセットタイミングパルスSTV10は、垂直シフトレジスタ32の最終段の単位回路33に伝達されるまで、水平期間TH毎に順次シフトする。これにより、全ての行の画素PXのフォトダイオードPDは、3回リセットされる。3つ目のリセットタイミングパルスSTV10が出力されてから露光時間TS後(図では、水平期間TH7の後半)に、読み出しタイミングパルスSTV20が、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に出力される。なお、読み出しタイミングパルスSTV20は、露光時間TSが奇数回分の水平期間THになるように、出力される。この条件を満たしていれば、露光時間TSは、3水平期間THでなくてもよい。なお、後述する図5、図7、図8、図10の動作においても、露光時間TSは、露光時間TSが奇数回分の水平期間THになる条件を満たしていれば、3水平期間THでなくてもよい。   As described above, the three reset timing pulses STV10 are sequentially shifted every horizontal period TH until they are transmitted to the unit circuit 33 in the final stage of the vertical shift register 32. As a result, the photodiodes PD of the pixels PX in all rows are reset three times. A read timing pulse STV20 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 after the exposure time TS after the third reset timing pulse STV10 is output (in the second half of the horizontal period TH7 in the figure). The readout timing pulse STV20 is output so that the exposure time TS is an odd number of horizontal periods TH. As long as this condition is satisfied, the exposure time TS may not be the three horizontal periods TH. In the operations of FIGS. 5, 7, 8, and 10, which will be described later, the exposure time TS is not 3 horizontal periods TH as long as the exposure time TS satisfies the condition that the exposure time TS is an odd number of horizontal periods TH. May be.

水平期間TH8では、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV2の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)を低レベルから高レベルに変化させる。すなわち、水平期間TH8では、読み出しタイミングパルスSTV20を1段シフトした垂直シフトパルスSV(1)が、駆動クロックV2の立ち上がりで、垂直シフトレジスタ32から垂直駆動回路34に出力される。   In the horizontal period TH8, the vertical shift register 32 changes the vertical shift pulse SV (1) from the low level to the high level at the rising edge of the drive clock V2. That is, in the horizontal period TH8, the vertical shift pulse SV (1) obtained by shifting the read timing pulse STV20 by one stage is output from the vertical shift register 32 to the vertical drive circuit 34 at the rising edge of the drive clock V2.

また、水平期間TH8では、垂直シフトレジスタ32は、高レベルの垂直シフトパルスSV(4)と、図4に図示していない高レベルの垂直シフトパルスSV(6)、SV(8)とを、垂直駆動回路34に出力する。なお、垂直シフトパルスSV(4)、SV(6)、SV(8)は、3つのリセットタイミングパルスSTV10がそれぞれシフトした信号である。   In the horizontal period TH8, the vertical shift register 32 receives the high-level vertical shift pulse SV (4) and the high-level vertical shift pulses SV (6) and SV (8) not shown in FIG. Output to the vertical drive circuit 34. The vertical shift pulses SV (4), SV (6), and SV (8) are signals obtained by shifting the three reset timing pulses STV10.

選択信号SEL(1)は、選択信号SELodが高レベルであるため、低レベルから高レベルに変化する。また、リセット信号RST(1)は、リセット信号RSTSおよび垂直シフトパルスSV(1)の両方が高レベルであるため、低レベルに変化する。これにより、1行目の画素PXでは、上述した図2に示した画素選択トランジスタMSEがオンし、画素PXのノイズ信号が垂直信号線22に出力される。なお、選択信号SEL(1)は、垂直シフトパルスSV(1)および選択信号SELodの一方が低レベルになるまで、高レベルに維持される。   The selection signal SEL (1) changes from a low level to a high level because the selection signal SELod is at a high level. The reset signal RST (1) changes to a low level because both the reset signal RSTS and the vertical shift pulse SV (1) are at a high level. Thereby, in the pixel PX in the first row, the pixel selection transistor MSE shown in FIG. 2 is turned on, and the noise signal of the pixel PX is output to the vertical signal line 22. Note that the selection signal SEL (1) is maintained at a high level until one of the vertical shift pulse SV (1) and the selection signal SELod becomes a low level.

転送信号TX(1)は、垂直シフトパルスSV(1)が高レベルであるため、転送信号TXSが垂直駆動回路34に入力されたとき、高レベルに変化する。これにより、1行目の画素PXでは、転送トランジスタMTRは、転送信号TX(1)が高レベルの期間にオンし、フォトダイオードPDに蓄積されている信号電荷をフローティングディフュージョンFDに転送する。   Since the vertical shift pulse SV (1) is at a high level, the transfer signal TX (1) changes to a high level when the transfer signal TXS is input to the vertical drive circuit 34. Accordingly, in the pixel PX in the first row, the transfer transistor MTR is turned on while the transfer signal TX (1) is at a high level, and transfers the signal charge accumulated in the photodiode PD to the floating diffusion FD.

選択信号SEL(1)が高レベルであるため、フローティングディフュージョンFDに転送された電荷に対応する画素信号が、画素PXから垂直信号線22に読み出される。このように、この実施形態では、垂直駆動回路34は、画素PXから信号を読み出すために、選択信号SELおよびリセット信号RSTを高レベルおよび低レベルにそれぞれ設定し、高レベルの転送信号TXを画素PXに出力する。すなわち、この実施形態では、画素PXから信号を読み出すための制御信号は、選択信号SELが高レベルであることを除いて、フォトダイオードPDをリセットするための制御信号と同じである。   Since the selection signal SEL (1) is at a high level, the pixel signal corresponding to the charge transferred to the floating diffusion FD is read from the pixel PX to the vertical signal line 22. Thus, in this embodiment, the vertical drive circuit 34 sets the selection signal SEL and the reset signal RST to a high level and a low level, respectively, and reads the high-level transfer signal TX to the pixel in order to read a signal from the pixel PX. Output to PX. That is, in this embodiment, the control signal for reading a signal from the pixel PX is the same as the control signal for resetting the photodiode PD except that the selection signal SEL is at a high level.

また、選択信号SEL(4)と、図4に図示していない選択信号SEL(6)、SEL(8)とは、選択信号SELevが低レベルであるため、低レベルに維持される。すなわち、垂直駆動回路34は、フォトダイオードPDをリセットするための制御信号として、低レベルの選択信号SELと、低レベルのリセット信号RSTと、高レベルの転送信号TXとを、4行目、6行目および8行目の画素PXに出力する。   Further, the selection signal SEL (4) and the selection signals SEL (6) and SEL (8) not shown in FIG. 4 are maintained at a low level because the selection signal SELev is at a low level. In other words, the vertical drive circuit 34 outputs a low-level selection signal SEL, a low-level reset signal RST, and a high-level transfer signal TX as control signals for resetting the photodiode PD in the fourth and sixth rows. Output to the pixels PX in the rows and 8th row.

このように、水平期間TH8では、1行目の画素PXの画素信号が垂直信号線22に読み出され、4行目、6行目および8行目の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされる。なお、読み出しタイミングパルスSTV20は、垂直シフトレジスタ32の最終段の単位回路33に伝達されるまで、水平期間TH毎に順次シフトする。これにより、この実施形態では、全ての行の画素PXの信号を読み出すことができる。   Thus, in the horizontal period TH8, the pixel signal of the pixel PX in the first row is read out to the vertical signal line 22, and the photodiodes PD of the pixels PX in the fourth row, the sixth row, and the eighth row are reset. . The read timing pulse STV20 is sequentially shifted every horizontal period TH until it is transmitted to the unit circuit 33 in the final stage of the vertical shift register 32. Thereby, in this embodiment, the signals of the pixels PX in all rows can be read out.

ここで、読み出しタイミングパルスSTV20は、リセットタイミングパルスSTV10を読み込んだ駆動クロックV1の立ち下がりから奇数回後の駆動クロックV1の立ち下がりで取り込まれるように、出力される。このため、リセットタイミングパルスSTV10が複数の場合、後のリセットタイミングパルスSTV10は、先のリセットタイミングパルスSTV10を読み込んだ駆動クロックV1の立ち下がりから偶数回後の駆動クロックV1の立ち下がりで取り込まれるように、出力される。これにより、この実施形態では、読み出し動作(図4の三角形)とリセット動作(図4の星印)とを同じ水平期間THに実施できる。   Here, the read timing pulse STV20 is output so as to be captured at the falling edge of the driving clock V1 after an odd number of times from the falling edge of the driving clock V1 that has read the reset timing pulse STV10. For this reason, when there are a plurality of reset timing pulses STV10, the subsequent reset timing pulse STV10 is captured at the falling edge of the driving clock V1 even times after the falling edge of the driving clock V1 that has read the previous reset timing pulse STV10. Is output. Thereby, in this embodiment, the read operation (triangle in FIG. 4) and the reset operation (star in FIG. 4) can be performed in the same horizontal period TH.

図5は、図1に示した撮像装置10の動作の別の例を示している。なお、図5は、1/3間引き読み出しが実施されるときの垂直シフトレジスタ32およびタイミングジェネレータ60の動作を示している。例えば、1/3間引き読み出しでは、3×i行目(i=1、2、3、…)の画素PXから画像信号VOSおよびノイズ信号VONがそれぞれ読み出される。図中の星印、三角形および期間TH(TH1−TH8)の意味は、図4と同じである。また、図5には図示していないが、リセット信号RSTSは、高レベルに維持されている。   FIG. 5 shows another example of the operation of the imaging apparatus 10 shown in FIG. FIG. 5 shows operations of the vertical shift register 32 and the timing generator 60 when 1/3 decimation readout is performed. For example, in 1/3 decimation readout, the image signal VOS and the noise signal VON are read out from the pixels PX in the 3 × i-th row (i = 1, 2, 3,...). The meanings of stars, triangles, and periods TH (TH1-TH8) in the figure are the same as those in FIG. Although not shown in FIG. 5, the reset signal RSTS is maintained at a high level.

さらに、図5では、図を見やすくするために、垂直駆動回路34から出力される制御信号SEL、RST、TXの記載を省略している。例えば、各水平期間THにおいて、星印が記載された垂直シフトパルスSVに対応する行の画素PXには、フォトダイオードPDをリセットするための制御信号として、低レベルの選択信号SELと、低レベルのリセット信号RSTと、高レベルの転送信号TXとが、垂直駆動回路34から出力される。また、例えば、各水平期間THにおいて、三角形が記載された垂直シフトパルスSVに対応する行の画素PXには、画素PXから信号を読み出すための制御信号として、高レベルの選択信号SELと、低レベルのリセット信号RSTと、高レベルの転送信号TXとが、垂直駆動回路34から出力される。   Further, in FIG. 5, the control signals SEL, RST, and TX output from the vertical drive circuit 34 are omitted for easy understanding of the drawing. For example, in each horizontal period TH, a low-level selection signal SEL and a low-level selection signal SEL as a control signal for resetting the photodiode PD are applied to the pixels PX in the row corresponding to the vertical shift pulse SV on which a star is written. The reset signal RST and the high-level transfer signal TX are output from the vertical drive circuit 34. Further, for example, in each horizontal period TH, the pixel PX in the row corresponding to the vertical shift pulse SV in which a triangle is described is used as a control signal for reading a signal from the pixel PX, and a low-level selection signal SEL and A level reset signal RST and a high level transfer signal TX are output from the vertical drive circuit 34.

垂直スタート信号STVは、例えば、フォトダイオードPDのリセットのタイミングを制御するためのリセットタイミングパルスSTV10、STV11、STV12と、画素PXから信号を読み出すタイミングを制御するための読み出しタイミングパルスSTV20である。なお、リセットタイミングパルスSTV10は、読み出し対象行(3行目、6行目、9行目、…)のフォトダイオードPDのリセットのタイミングを制御するためのパルスである。   The vertical start signal STV is, for example, reset timing pulses STV10, STV11, and STV12 for controlling the reset timing of the photodiode PD, and a read timing pulse STV20 for controlling the timing of reading a signal from the pixel PX. The reset timing pulse STV10 is a pulse for controlling the reset timing of the photodiode PD in the read target rows (third row, sixth row, ninth row,...).

リセットタイミングパルスSTV11は、読み出し対象行に隣接する行の一方(例えば、4行目、7行目、10行目、…)のフォトダイオードPDのリセットのタイミングを制御するためのパルスである。また、リセットタイミングパルスSTV12は、読み出し対象行に隣接する行の他方(例えば、2行目、5行目、8行目、…)のフォトダイオードPDのリセットのタイミングを制御するためのパルスである。   The reset timing pulse STV11 is a pulse for controlling the reset timing of the photodiode PD in one of the rows adjacent to the read target row (for example, the fourth row, the seventh row, the tenth row,...). Further, the reset timing pulse STV12 is a pulse for controlling the reset timing of the photodiode PD in the other row (for example, the second row, the fifth row, the eighth row,...) Adjacent to the read target row. .

例えば、駆動クロックV1、V2は、位相が互いに異なるクロックである。1/3間引き読み出しの場合、高レベルの駆動クロックV2は、水平期間TH毎に、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に3回出力される。例えば、画素PXの信号の読み出しが3行目から開始される場合、駆動クロックV2は、各水平期間THの最初に、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に3回出力される。したがって、駆動クロックV1および駆動クロックV2の繰り返し周期(パターンの周期)は、水平期間THと同じである。   For example, the drive clocks V1 and V2 are clocks having different phases. In the case of 1/3 decimation readout, the high-level drive clock V2 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 three times for each horizontal period TH. For example, when reading of the signal of the pixel PX is started from the third row, the drive clock V2 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 three times at the beginning of each horizontal period TH. Therefore, the repetition period (pattern period) of the drive clock V1 and the drive clock V2 is the same as the horizontal period TH.

選択信号SELevは、選択信号SELodの反転信号である。例えば、選択信号SELod、SELevのレベルは、各水平期間THの3つ目の駆動クロックV2の立ち上がりに同期して、変化する。したがって、選択信号SELev、SELodの繰り返し周期は、水平期間THの2倍である。なお、選択信号SELod、SELevのレベルは、水平期間TH毎に変化してもよい。高レベルの転送信号TXSは、各水平期間THにおいて、例えば、駆動クロックV2が3回出力された後に、タイミングジェネレータ60から垂直駆動回路34に1回出力される。したがって、転送信号TXSの周期は、水平期間THと同じである。   The selection signal SELev is an inverted signal of the selection signal SELod. For example, the levels of the selection signals SELod and SELev change in synchronization with the rising edge of the third drive clock V2 in each horizontal period TH. Therefore, the repetition period of the selection signals SELev and SELod is twice the horizontal period TH. Note that the levels of the selection signals SELod and SELev may change every horizontal period TH. The high-level transfer signal TXS is output once from the timing generator 60 to the vertical drive circuit 34 after, for example, the drive clock V2 is output three times in each horizontal period TH. Therefore, the cycle of the transfer signal TXS is the same as the horizontal period TH.

先ず、タイミングジェネレータ60は、リセットタイミングパルスSTV10から生成される垂直シフトパルスSV(1)と、高レベルの転送信号TXSが出力される期間の選択信号SELodとが互いに逆のレベルになるように、リセットタイミングパルスSTV10を垂直シフトレジスタ32に出力する。例えば、リセットタイミングパルスSTV10は、水平期間TH1の駆動クロックV1の1つ目の立ち下がりで取り込まれるように、出力される。なお、図5では、各水平期間THの駆動クロックV1の1つ目の立ち下がりは、各水平期間THの起点と一致している。また、後述する図7、図8、図10の動作においても、各水平期間THの駆動クロックV1の1つ目の立ち下がりは、各水平期間THの起点と一致している。   First, the timing generator 60 sets the vertical shift pulse SV (1) generated from the reset timing pulse STV10 and the selection signal SELod during the period in which the high-level transfer signal TXS is output to have opposite levels. The reset timing pulse STV10 is output to the vertical shift register 32. For example, the reset timing pulse STV10 is output so as to be captured at the first falling edge of the drive clock V1 in the horizontal period TH1. In FIG. 5, the first falling edge of the drive clock V1 in each horizontal period TH coincides with the starting point of each horizontal period TH. In the operations of FIGS. 7, 8, and 10 to be described later, the first falling edge of the drive clock V1 in each horizontal period TH coincides with the starting point of each horizontal period TH.

水平期間TH1では、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV2の1つ目の立ち上がりで、リセットタイミングパルスSTV10を1段シフトした垂直シフトパルスSV(1)を、垂直駆動回路34に出力する。そして、垂直スタート信号STVは、駆動クロックV1の2つ目の立ち下がりの前に、低レベルに変化する。これにより、駆動クロックV2の2つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)は、高レベルから低レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)は、低レベルから高レベルに変化する。   In the horizontal period TH1, the vertical shift register 32 outputs a vertical shift pulse SV (1) obtained by shifting the reset timing pulse STV10 by one stage to the vertical drive circuit 34 at the first rising edge of the drive clock V2. The vertical start signal STV changes to a low level before the second fall of the drive clock V1. Thus, at the second rise of the drive clock V2, the vertical shift pulse SV (1) changes from a high level to a low level, and the vertical shift pulse SV (2) changes from a low level to a high level.

リセットタイミングパルスSTV11は、駆動クロックV1の3つ目の立ち下がりの前に、タイミングジェネレータ60から垂直駆動回路34に出力される。これにより、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)は、低レベルから高レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)は、高レベルから低レベルに変化する。   The reset timing pulse STV11 is output from the timing generator 60 to the vertical drive circuit 34 before the third fall of the drive clock V1. Thereby, at the third rise of the drive clock V2, the vertical shift pulses SV (1) and SV (3) change from the low level to the high level, and the vertical shift pulse SV (2) changes from the high level to the low level. Change to level.

すなわち、水平期間TH1では、垂直シフトレジスタ32は、リセットタイミングパルスSTV10を3段シフトした垂直シフトパルスSV(3)と、リセットタイミングパルスSTV11を1段シフトした垂直シフトパルスSV(1)とを、垂直駆動回路34に出力する。垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)が高レベルのときに、選択信号SELodが低レベルであるため、水平期間TH1では、1行目および3行目の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされる。   That is, in the horizontal period TH1, the vertical shift register 32 generates a vertical shift pulse SV (3) obtained by shifting the reset timing pulse STV10 by three stages and a vertical shift pulse SV (1) obtained by shifting the reset timing pulse STV11 by one stage. Output to the vertical drive circuit 34. When the vertical shift pulses SV (1) and SV (3) are at a high level, the selection signal SELod is at a low level. Therefore, in the horizontal period TH1, the photodiodes PD of the pixels PX in the first and third rows are reset. Is done.

水平期間TH2では、垂直スタート信号STVは、例えば、駆動クロックV2が立ち上がるまで、低レベルに維持されている。これにより、駆動クロックV2の1つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)は、高レベルから低レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)、SV(4)は、低レベルから高レベルに変化する。   In the horizontal period TH2, the vertical start signal STV is maintained at a low level until, for example, the drive clock V2 rises. Thereby, at the first rise of the drive clock V2, the vertical shift pulses SV (1) and SV (3) change from the high level to the low level, and the vertical shift pulses SV (2) and SV (4) , Change from low level to high level.

リセットタイミングパルスSTV12は、駆動クロックV1の2つ目の立ち下がりの前に、タイミングジェネレータ60から垂直駆動回路34に出力される。これにより、駆動クロックV2の2つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)、SV(5)は、低レベルから高レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)、SV(4)は、高レベルから低レベルに変化する。   The reset timing pulse STV12 is output from the timing generator 60 to the vertical drive circuit 34 before the second fall of the drive clock V1. Thereby, at the second rise of the drive clock V2, the vertical shift pulses SV (1), SV (3), SV (5) change from the low level to the high level, and the vertical shift pulses SV (2), SV (4) changes from a high level to a low level.

そして、垂直スタート信号STVは、駆動クロックV1の3つ目の立ち下がりの前に、低レベルに変化する。これにより、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)、SV(5)は、高レベルから低レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)、SV(4)、SV(6)は、低レベルから高レベルに変化する。   The vertical start signal STV changes to a low level before the third fall of the drive clock V1. Thereby, at the third rise of the drive clock V2, the vertical shift pulses SV (1), SV (3), SV (5) change from the high level to the low level, and the vertical shift pulses SV (2), SV (4) and SV (6) change from a low level to a high level.

なお、垂直シフトパルスSV(2)は、リセットタイミングパルスSTV12が2段シフトした信号である。また、垂直シフトパルスSV(4)は、リセットタイミングパルスSTV11が4段シフトした信号である。そして、垂直シフトパルスSV(6)は、リセットタイミングパルスSTV10が6段シフトした信号である。垂直シフトパルスSV(2)、SV(4)、SV(6)が高レベルのときに、選択信号SELevが低レベルであるため、水平期間TH2では、2行目、4行目および6行目の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされる。   The vertical shift pulse SV (2) is a signal obtained by shifting the reset timing pulse STV12 by two stages. The vertical shift pulse SV (4) is a signal obtained by shifting the reset timing pulse STV11 by four stages. The vertical shift pulse SV (6) is a signal obtained by shifting the reset timing pulse STV10 by six stages. Since the selection signal SELev is at a low level when the vertical shift pulses SV (2), SV (4), and SV (6) are at a high level, the second, fourth, and sixth rows in the horizontal period TH2. The photodiode PD of the pixel PX is reset.

水平期間TH2の後半では、タイミングジェネレータ60は、水平期間TH3に垂直シフトパルスSV(1)を高レベルにするために、リセットタイミングパルスSTV10を垂直シフトレジスタ32に出力する。   In the second half of the horizontal period TH2, the timing generator 60 outputs the reset timing pulse STV10 to the vertical shift register 32 in order to set the vertical shift pulse SV (1) to the high level in the horizontal period TH3.

水平期間TH3では、駆動クロックV2の1つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)、SV(5)、SV(7)は、低レベルから高レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)、SV(4)、SV(6)は、高レベルから低レベルに変化する。垂直スタート信号STVは、駆動クロックV1の2つ目の立ち下がりの前に、低レベルに変化する。これにより、駆動クロックV2の2つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)、SV(3)、SV(5)、SV(7)は、高レベルから低レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)、SV(4)、SV(6)、SV(8)は、高レベルから低レベルに変化する。   In the horizontal period TH3, the vertical shift pulses SV (1), SV (3), SV (5), and SV (7) change from the low level to the high level at the first rise of the drive clock V2, and the vertical The shift pulses SV (2), SV (4), and SV (6) change from a high level to a low level. The vertical start signal STV changes to a low level before the second fall of the drive clock V1. Thereby, at the second rise of the drive clock V2, the vertical shift pulses SV (1), SV (3), SV (5), SV (7) change from the high level to the low level, and the vertical shift pulse SV (2), SV (4), SV (6), and SV (8) change from a high level to a low level.

そして、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(3)、SV(5)、SV(7)、SV(9)は、低レベルから高レベルに変化し、垂直シフトパルスSV(2)、SV(4)、SV(6)、SV(8)は、高レベルから低レベルに変化する。なお、垂直シフトパルスSV(1)は、低レベルに維持されている。   At the third rise of the drive clock V2, the vertical shift pulses SV (3), SV (5), SV (7), SV (9) change from low level to high level, and the vertical shift pulse SV (2), SV (4), SV (6), and SV (8) change from a high level to a low level. Note that the vertical shift pulse SV (1) is maintained at a low level.

ここで、垂直シフトパルスSV(3)は、2つ目のリセットタイミングパルスSTV10が3段シフトした信号である。また、垂直シフトパルスSV(5)は、リセットタイミングパルスSTV12が5段シフトした信号である。そして、垂直シフトパルスSV(7)は、リセットタイミングパルスSTV11が7段シフトした信号である。なお、垂直シフトパルスSV(9)は、最初のリセットタイミングパルスSTV10が9段シフトした信号である。   Here, the vertical shift pulse SV (3) is a signal obtained by shifting the second reset timing pulse STV10 by three stages. The vertical shift pulse SV (5) is a signal obtained by shifting the reset timing pulse STV12 by five stages. The vertical shift pulse SV (7) is a signal obtained by shifting the reset timing pulse STV11 by 7 stages. The vertical shift pulse SV (9) is a signal obtained by shifting the first reset timing pulse STV10 by nine stages.

水平期間TH3では、選択信号SELodは、垂直シフトパルスSV(3)、SV(5)、SV(7)、SV(9)が高レベルのときに、低レベルである。このため、水平期間TH3では、3行目の画素PXのフォトダイオードPDに2回目のリセットが実施され、5行目、7行目および9行目の画素PXのフォトダイオードPDに1回目のリセットが実施される。   In the horizontal period TH3, the selection signal SELod is at a low level when the vertical shift pulses SV (3), SV (5), SV (7), and SV (9) are at a high level. Therefore, in the horizontal period TH3, the second reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the third row, and the first reset is performed on the photodiode PD of the pixels PX in the fifth row, the seventh row, and the ninth row. Is implemented.

水平期間TH4では、垂直スタート信号STVは、例えば、少なくとも3つ目の駆動クロックV2が立ち上がるまで、低レベルに維持されている。これにより、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、高レベルの垂直シフトパルスSV(6)、SV(8)、SV(10)、SV(12)を、垂直駆動回路34に出力する。このように、垂直シフトパルスSVは、水平期間TH毎に、3段シフトする。   In the horizontal period TH4, the vertical start signal STV is maintained at a low level until, for example, at least the third drive clock V2 rises. As a result, the vertical shift register 32 applies the high-level vertical shift pulses SV (6), SV (8), SV (10), SV (12) to the vertical drive circuit at the third rise of the drive clock V2. 34. Thus, the vertical shift pulse SV is shifted by three stages for each horizontal period TH.

また、選択信号SELevは、垂直シフトパルスSV(6)、SV(8)、SV(10)、SV(12)が高レベルのときに、低レベルである。このため、水平期間TH4では、6行目の画素PXのフォトダイオードPDに2回目のリセットが実施され、8行目、10行目および12行目の画素PXのフォトダイオードPDに1回目のリセットが実施される。このように、フォトダイオードPDがリセットされる行は、水平期間TH毎に、3行シフトする。   The selection signal SELev is at a low level when the vertical shift pulses SV (6), SV (8), SV (10), and SV (12) are at a high level. Therefore, in the horizontal period TH4, the second reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the sixth row, and the first reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the eighth row, the tenth row, and the twelfth row. Is implemented. Thus, the row in which the photodiode PD is reset is shifted by 3 rows for each horizontal period TH.

水平期間TH4の後半では、タイミングジェネレータ60は、水平期間TH5に垂直シフトパルスSV(3)を高レベルにするために、リセットタイミングパルスSTV10を垂直シフトレジスタ32に出力する。   In the second half of the horizontal period TH4, the timing generator 60 outputs the reset timing pulse STV10 to the vertical shift register 32 in order to set the vertical shift pulse SV (3) to the high level in the horizontal period TH5.

水平期間TH5では、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、高レベルの垂直シフトパルスSV(3)、SV(9)、SV(11)と、図5に図示していない高レベルの垂直シフトパルスSV(13)、SV(15)を、垂直駆動回路34に出力する。   In the horizontal period TH5, the vertical shift register 32 is shown in FIG. 5 as high-level vertical shift pulses SV (3), SV (9), SV (11) at the third rise of the drive clock V2. High level vertical shift pulses SV (13), SV (15) which are not present are output to the vertical drive circuit 34.

なお、垂直シフトパルスSV(3)は、3つ目のリセットタイミングパルスSTV10を3段シフトした信号である。垂直シフトパルスSV(9)は、2つ目のリセットタイミングパルスSTV10を9段シフトした信号である。垂直シフトパルスSV(11)は、リセットタイミングパルスSTV12を11段シフトした信号である。垂直シフトパルスSV(13)は、リセットタイミングパルスSTV11を13段シフトした信号である。垂直シフトパルスSV(15)は、1つ目のリセットタイミングパルスSTV10を15段シフトした信号である。   The vertical shift pulse SV (3) is a signal obtained by shifting the third reset timing pulse STV10 by three stages. The vertical shift pulse SV (9) is a signal obtained by shifting the second reset timing pulse STV10 by nine stages. The vertical shift pulse SV (11) is a signal obtained by shifting the reset timing pulse STV12 by 11 stages. The vertical shift pulse SV (13) is a signal obtained by shifting the reset timing pulse STV11 by 13 stages. The vertical shift pulse SV (15) is a signal obtained by shifting the first reset timing pulse STV10 by 15 stages.

また、選択信号SELodは、垂直シフトパルスSV(3)、SV(9)、SV(11)、SV(13)、SV(15)が高レベルのときに、低レベルである。このため、水平期間TH5では、3行目の画素PXのフォトダイオードPDに3回目のリセットが実施され、9行目の画素PXのフォトダイオードPDに2回目のリセットが実施され、11行目、13行目および15行目の画素PXのフォトダイオードPDに1回目のリセットが実施される。   The selection signal SELod is at a low level when the vertical shift pulses SV (3), SV (9), SV (11), SV (13), and SV (15) are at a high level. Therefore, in the horizontal period TH5, the third reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the third row, the second reset is performed on the photodiode PD of the pixel PX in the ninth row, The first reset is performed on the photodiodes PD of the pixels PX in the 13th and 15th rows.

このように、3つのリセットタイミングパルスSTV10と、リセットタイミングパルスSTV11、STV12とは、垂直シフトレジスタ32の最終段の単位回路33に伝達されるまで、水平期間TH毎に3段シフトする。これにより、読み出し対象行の画素PXのフォトダイオードPDは、3回リセットされ、読み出し対象行に隣接する行の画素PXのフォトダイオードPDは、1回リセットされる。   As described above, the three reset timing pulses STV10 and the reset timing pulses STV11 and STV12 are shifted by three stages every horizontal period TH until they are transmitted to the unit circuit 33 at the final stage of the vertical shift register 32. As a result, the photodiode PD of the pixel PX in the read target row is reset three times, and the photodiode PD of the pixel PX in the row adjacent to the read target row is reset once.

3つ目のリセットタイミングパルスSTV10が出力されてから露光時間TS後(図では、水平期間TH7の後半)に、読み出しタイミングパルスSTV20が、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に出力される。   A read timing pulse STV20 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 after the exposure time TS after the third reset timing pulse STV10 is output (in the second half of the horizontal period TH7 in the figure).

水平期間TH8では、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(3)を低レベルから高レベルに変化させる。すなわち、水平期間TH8では、読み出しタイミングパルスSTV20を3段シフトした垂直シフトパルスSV(3)が、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、垂直シフトレジスタ32から垂直駆動回路34に出力される。   In the horizontal period TH8, the vertical shift register 32 changes the vertical shift pulse SV (3) from the low level to the high level at the third rise of the drive clock V2. That is, in the horizontal period TH8, the vertical shift pulse SV (3) obtained by shifting the read timing pulse STV20 by three stages is output from the vertical shift register 32 to the vertical drive circuit 34 at the third rise of the drive clock V2.

また、選択信号SELodは、垂直シフトパルスSV(3)が高レベルのときに、高レベルである。これにより、上述した図4で説明したように、行目の画素PXの信号が垂直信号線22に読み出される。なお、読み出しタイミングパルスSTV20は、垂直シフトレジスタ32の最終段の単位回路33に伝達されるまで、水平期間TH毎に3段シフトする。これにより、この実施形態では、1/3間引き読み出しにおける読み出し対象行の画素PXの信号を読み出すことができる。 The selection signal SELod is at a high level when the vertical shift pulse SV (3) is at a high level. Thereby, as described in FIG. 4 described above, the signal of the pixel PX in the third row is read out to the vertical signal line 22. The read timing pulse STV20 is shifted by three stages for each horizontal period TH until it is transmitted to the unit circuit 33 in the final stage of the vertical shift register 32. Thereby, in this embodiment, the signal of the pixel PX in the readout target row in the 1/3 thinning readout can be read out.

また、水平期間TH8では、リセットタイミングパルスSTV10、STV11、STV12がシフトした垂直シフトパルスSV(垂直シフトパルスSV(12)等)が高レベルのとき、選択信号SELevは、低レベルである。このため、12行目、18行目、20行目、22行目および24行目の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされる。   In the horizontal period TH8, when the vertical shift pulse SV (vertical shift pulse SV (12), etc.) shifted by the reset timing pulses STV10, STV11, and STV12 is at a high level, the selection signal SELev is at a low level. For this reason, the photodiodes PD of the pixels PX in the 12th, 18th, 20th, 22nd and 24th rows are reset.

ここで、読み出しタイミングパルスSTV20は、図4で説明した条件を満たすように、出力される。例えば、読み出しタイミングパルスSTV20は、露光時間TSが奇数回分の水平期間THになるように、出力される。したがって、リセットタイミングパルスSTV10、STV11、STV12は、図4で説明したリセットタイミングパルスSTV10の出力タイミングの条件を満たすように、出力される。これにより、この実施形態では、読み出し動作(図5の三角形)とリセット動作(図5の星印)とを同じ水平期間THに実施できる。   Here, the read timing pulse STV20 is output so as to satisfy the conditions described in FIG. For example, the read timing pulse STV20 is output so that the exposure time TS is an odd number of horizontal periods TH. Therefore, the reset timing pulses STV10, STV11, and STV12 are output so as to satisfy the conditions of the output timing of the reset timing pulse STV10 described in FIG. Thereby, in this embodiment, the read operation (triangle in FIG. 5) and the reset operation (star in FIG. 5) can be performed in the same horizontal period TH.

この実施形態では、読み出し対象行に隣接する行の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされるため、読み出し対象行に隣接する行の画素PXのフォトダイオードPDの電荷がフォトダイオードPDから溢れることを防止できる。これにより、この実施形態では、読み飛ばされる行の画素PXのフォトダイオードPDの電荷が読み出し対象行(読み出される行)の画素に漏れ込むこと(ブルーミング現象)を防止でき、撮影された画像の質の低下を抑制できる。   In this embodiment, since the photodiode PD of the pixel PX in the row adjacent to the read target row is reset, the charge of the photodiode PD of the pixel PX in the row adjacent to the read target row is prevented from overflowing from the photodiode PD. it can. Thereby, in this embodiment, it is possible to prevent the charge of the photodiode PD of the pixel PX in the row to be skipped from leaking into the pixel in the readout target row (readout row) (blooming phenomenon), and the quality of the captured image Can be suppressed.

さらに、読み出し対象行に隣接する行の画素PXのフォトダイオードPDのリセット回数は、読み出し対象行の画素PXのフォトダイオードPDのリセット回数より少なく設定されている。このため、この実施形態では、1つの水平期間THにおいて、リセット動作が実施される行数を、全ての行に同じ回数のリセットが実施される場合に比べて、少なくできる。   Further, the reset count of the photodiode PD of the pixel PX in the row adjacent to the read target row is set to be smaller than the reset count of the photodiode PD of the pixel PX in the read target row. For this reason, in this embodiment, the number of rows in which the reset operation is performed in one horizontal period TH can be reduced as compared with the case where the same number of resets are performed in all the rows.

これにより、読み出し動作およびリセット動作が実施される水平期間THから読み出し動作のみが実施される水平期間TH(リセット動作が実施されない水平期間TH)に移ったときの電源電圧の変動は、抑制される。例えば、電源電圧変動により発生するノイズは、撮影画面に横線状のパターン(電子シャッタ傷)を発生させる。なお、この実施形態では、リセット動作の有無による電源電圧の変動を小さくできるため、読み出し動作およびリセット動作が実施される水平期間THの読み出し行と、リセット動作が実施されない水平期間THの読み出し行との境界付近に発生する電子シャッタ傷を抑制できる。   This suppresses fluctuations in the power supply voltage when the horizontal period TH in which only the read operation is performed (horizontal period TH in which the reset operation is not performed) is shifted from the horizontal period TH in which the read operation and reset operation are performed. . For example, noise generated due to fluctuations in the power supply voltage causes a horizontal line pattern (electronic shutter flaw) on the shooting screen. In this embodiment, since fluctuations in the power supply voltage due to the presence / absence of the reset operation can be reduced, a read row in the horizontal period TH in which the read operation and the reset operation are performed, and a read row in the horizontal period TH in which the reset operation is not performed It is possible to suppress electronic shutter scratches that occur in the vicinity of the boundary.

図6は、図1に示した撮像装置10を用いて構成されたカメラの一例を示している。カメラ100は、例えば、デジタルカメラであり、撮像装置10、撮影レンズ110、メモリ120、制御部130、記憶媒体140、モニタ150および操作部160を有している。撮影レンズ110は、被写体の像を撮像装置10の受光面に結像する。制御部130は、例えば、マイクロプロセッサであり、図示しないプログラムに基づいて、カメラ100の動作を制御する。   FIG. 6 shows an example of a camera configured using the imaging device 10 shown in FIG. The camera 100 is a digital camera, for example, and includes an imaging device 10, a photographing lens 110, a memory 120, a control unit 130, a storage medium 140, a monitor 150, and an operation unit 160. The photographing lens 110 forms an image of the subject on the light receiving surface of the imaging device 10. The control unit 130 is, for example, a microprocessor, and controls the operation of the camera 100 based on a program (not shown).

メモリ120は、例えば、DRAM(Dynamic RAM)やSRAM(Static RAM)等で形成された内蔵メモリであり、撮像装置10により撮影された画像の画像データ等を一時的に記憶する。制御部130は、例えば、マイクロプロセッサであり、図示しないプログラムに基づいて、撮像装置10の動作や撮影レンズ110等の動作を制御する。例えば、制御部130は、動画撮影やライブビュー画像(スルー画像)の表示等のフレームレートの高い処理を実施する場合、撮像装置10に間引き読み出しを実施させる。   The memory 120 is a built-in memory formed by, for example, a DRAM (Dynamic RAM), an SRAM (Static RAM), or the like, and temporarily stores image data of an image photographed by the imaging device 10. The control unit 130 is a microprocessor, for example, and controls the operation of the imaging device 10 and the operation of the photographing lens 110 and the like based on a program (not shown). For example, when performing processing with a high frame rate, such as moving image shooting or live view image (through image) display, the control unit 130 causes the imaging device 10 to perform thinning readout.

記憶媒体140は、撮影された画像の画像データ等を記憶する。モニタ150は、例えば、液晶ディスプレイであり、撮影された画像、メモリ120に記憶された画像、記憶媒体140に記憶された画像およびメニュー画面等を表示する。操作部160は、レリーズボタンおよびその他の各種スイッチを有し、カメラ100を動作させるために、ユーザにより操作される。   The storage medium 140 stores image data of captured images. The monitor 150 is, for example, a liquid crystal display, and displays captured images, images stored in the memory 120, images stored in the storage medium 140, menu screens, and the like. The operation unit 160 includes a release button and other various switches, and is operated by the user in order to operate the camera 100.

以上、この実施形態では、タイミングジェネレータ60は、間引き読み出しを実施するときに、読み出し対象行用のリセットタイミングパルスSTV10と読み出し対象行に隣接する行用のリセットタイミングパルスSTV11、STV12とを、垂直シフトレジスタ32に出力する。これにより、この実施形態では垂直シフトレジスタ32を有する垂直走査回路30においても、読み出し対象行に隣接する行の画素PXのフォトダイオードPDを簡易にリセットでき、ブルーミング現象を簡易に防止できる。   As described above, in this embodiment, the timing generator 60 vertically shifts the reset timing pulse STV10 for the read target row and the reset timing pulses STV11 and STV12 for the row adjacent to the read target row when performing the thinning readout. Output to the register 32. Thereby, in this embodiment, even in the vertical scanning circuit 30 having the vertical shift register 32, the photodiode PD of the pixel PX in the row adjacent to the read target row can be easily reset, and the blooming phenomenon can be easily prevented.

また、この実施形態では、少ない数のリセットタイミングパルス(リセットタイミングパルスSTV11、STV12の2つ)でブルーミング現象を抑制するため、電子シャッタ傷の発生を抑制できる。すなわち、この実施形態では、ローリングシャッタ方式が用いられる撮像装置10において、回路規模を増大させることなく、間引き読み出しが実施された際の撮影画像の画質の劣化を容易に抑制できる。   In this embodiment, since the blooming phenomenon is suppressed with a small number of reset timing pulses (two reset timing pulses STV11 and STV12), the occurrence of electronic shutter scratches can be suppressed. That is, in this embodiment, in the imaging device 10 using the rolling shutter method, it is possible to easily suppress deterioration of the image quality of the captured image when thinning readout is performed without increasing the circuit scale.

図7は、別の実施形態における撮像装置10の動作の一例を示している。この実施形態の撮像装置10は、タイミングジェネレータ60の動作を除いて、上述した実施形態(図1−図6)と同じである。図1−図6で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。なお、図7は、1/3間引き読み出しが実施されるときの垂直シフトレジスタ32およびタイミングジェネレータ60の動作を示している。図7の動作は、リセットタイミングパルスSTV11、STV12が出力されるタイミングを除いて、図5と同じである。なお、図中の星印、三角形および期間TH(TH1−TH8)の意味は、図5と同じである。また、図7には図示していないが、リセット信号RSTSは、高レベルに維持されている。   FIG. 7 shows an example of the operation of the imaging apparatus 10 in another embodiment. The imaging apparatus 10 of this embodiment is the same as the above-described embodiment (FIGS. 1 to 6) except for the operation of the timing generator 60. The same elements as those described in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 7 shows operations of the vertical shift register 32 and the timing generator 60 when 1/3 decimation readout is performed. The operation of FIG. 7 is the same as that of FIG. 5 except for the timing at which the reset timing pulses STV11 and STV12 are output. Note that the meanings of stars, triangles, and periods TH (TH1-TH8) in the figure are the same as those in FIG. Although not shown in FIG. 7, the reset signal RSTS is maintained at a high level.

リセットタイミングパルスSTV11は、読み出しタイミングパルスSTV20を読み込む駆動クロックV1の立ち下がりの1つ前の駆動クロックV1の立ち下がりで取り込まれるように、出力される。例えば、リセットタイミングパルスSTV11は、水平期間TH7の駆動クロックV1の2つ目の立ち下がりの後で、駆動クロックV1の3つ目の立ち下がりの前に、出力される。   The reset timing pulse STV11 is output so as to be captured at the falling edge of the driving clock V1 immediately before the falling edge of the driving clock V1 that reads the read timing pulse STV20. For example, the reset timing pulse STV11 is output after the second falling edge of the driving clock V1 in the horizontal period TH7 and before the third falling edge of the driving clock V1.

これにより、水平期間TH7では、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、垂直シフトパルスSV(1)は、低レベルから高レベルに変化する。すなわち、垂直シフトレジスタ32は、リセットタイミングパルスSTV11を1段シフトした垂直シフトパルスSV(1)を、垂直駆動回路34に出力する。さらに、垂直シフトレジスタ32は、3つのリセットタイミングパルスSTV10がシフトした垂直シフトパルスSV(高レベルの垂直シフトパルスSV(9)等)を、垂直駆動回路34に出力する。   Thereby, in the horizontal period TH7, the vertical shift pulse SV (1) changes from the low level to the high level at the third rise of the drive clock V2. That is, the vertical shift register 32 outputs the vertical shift pulse SV (1) obtained by shifting the reset timing pulse STV11 by one stage to the vertical drive circuit 34. Further, the vertical shift register 32 outputs a vertical shift pulse SV (such as a high-level vertical shift pulse SV (9)) obtained by shifting the three reset timing pulses STV10 to the vertical drive circuit 34.

また、水平期間TH7では、3つのリセットタイミングパルスSTV10がシフトした垂直シフトパルスSVと垂直シフトパルスSV(1)とが高レベルのとき、選択信号SELodは、低レベルである。このため、1行目、9行目、15行目および21行目の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされる。なお、リセットタイミングパルスSTV10は、垂直シフトレジスタ32の最終段の単位回路33に伝達されるまで、水平期間TH毎に3段シフトする。これにより、この実施形態では、1/3間引き読み出しにおける読み出し対象行の画素PXのフォトダイオードPDを3回リセットすることができる。以下、リセットタイミングパルスSTV10による動作の説明を省略する。   In the horizontal period TH7, when the vertical shift pulse SV and the vertical shift pulse SV (1) obtained by shifting the three reset timing pulses STV10 are at a high level, the selection signal SELod is at a low level. For this reason, the photodiodes PD of the pixels PX in the first, ninth, fifteenth, and twenty-first rows are reset. The reset timing pulse STV10 is shifted by three stages every horizontal period TH until it is transmitted to the unit circuit 33 at the final stage of the vertical shift register 32. Thereby, in this embodiment, the photodiode PD of the pixel PX in the readout target row in the 1/3 thinning readout can be reset three times. Hereinafter, description of the operation by the reset timing pulse STV10 is omitted.

水平期間TH7の後半に、読み出しタイミングパルスSTV20が、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に出力される。   In the second half of the horizontal period TH7, the read timing pulse STV20 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32.

水平期間TH8では、タイミングジェネレータ60は、駆動クロックV1の2つ目の立ち下がりの前に、リセットタイミングパルスSTV12を垂直シフトレジスタ32に出力し、駆動クロックV1の3つ目の立ち下がりの前に、垂直スタート信号STVを低レベルに戻す。なお、読み出しタイミングパルスSTV20は、駆動クロックV1の1つ目の立ち下がりの前(水平期間TH7の後半)に、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に出力される。ここで、タイミングジェネレータ60は、リセットタイミングパルスSTV12および読み出しタイミングパルスSTV20を1つのパルスにして、垂直シフトレジスタ32に出力してもよい。あるいは、タイミングジェネレータ60は、リセットタイミングパルスSTV11、STV12および読み出しタイミングパルスSTV20を1つのパルスにして、垂直シフトレジスタ32に出力してもよい。   In the horizontal period TH8, the timing generator 60 outputs the reset timing pulse STV12 to the vertical shift register 32 before the second fall of the drive clock V1, and before the third fall of the drive clock V1. The vertical start signal STV is returned to the low level. The read timing pulse STV20 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 before the first fall of the drive clock V1 (the second half of the horizontal period TH7). Here, the timing generator 60 may output the reset timing pulse STV12 and the read timing pulse STV20 as one pulse to the vertical shift register 32. Alternatively, the timing generator 60 may output the reset timing pulses STV11 and STV12 and the read timing pulse STV20 to the vertical shift register 32 as one pulse.

これにより、水平期間TH8では、垂直シフトレジスタ32は、駆動クロックV2の3つ目の立ち上がりで、リセットタイミングパルスSTV12を2段シフトした垂直シフトパルスSV(2)と、読み出しタイミングパルスSTV20を3段シフトした垂直シフトパルスSV(3)と、リセットタイミングパルスSTV11を4段シフトした垂直シフトパルスSV(4)とを、垂直駆動回路34に出力する。   As a result, in the horizontal period TH8, the vertical shift register 32 shifts the reset timing pulse STV12 by two stages at the third rising edge of the drive clock V2, and the read timing pulse STV20 by three stages. The shifted vertical shift pulse SV (3) and the vertical shift pulse SV (4) obtained by shifting the reset timing pulse STV11 by four stages are output to the vertical drive circuit 34.

また、選択信号SELodは、垂直シフトパルスSV(3)が高レベルのときに、高レベルである。これにより、上述した図4で説明したように、行目の画素PXの信号が垂直信号線22に読み出される。なお、選択信号SELevが選択信号SELodの反転信号であるため、2行目および4行目の画素PXのフォトダイオードPDがリセットされる。 The selection signal SELod is at a high level when the vertical shift pulse SV (3) is at a high level. Thereby, as described in FIG. 4 described above, the signal of the pixel PX in the third row is read out to the vertical signal line 22. Since the selection signal SELev is an inverted signal of the selection signal SELod, the photodiodes PD of the pixels PX in the second and fourth rows are reset.

なお、読み出しタイミングパルスSTV20およびリセットタイミングパルスSTV11、STV12は、垂直シフトレジスタ32の最終段の単位回路33に伝達されるまで、水平期間TH毎に3段シフトする。この実施形態では、読み出しタイミングパルスSTV20およびリセットタイミングパルスSTV11、STV12は、連続して出力される。このため、リセットタイミングパルスSTV11、STV12は、読み出しタイミングパルスSTV20が最終段の単位回路33に到達したときの駆動クロックV2の前後の駆動クロックV2で、最終段の単位回路33にそれぞれ到達する。   The read timing pulse STV20 and the reset timing pulses STV11 and STV12 are shifted by three stages for each horizontal period TH until they are transmitted to the unit circuit 33 at the final stage of the vertical shift register 32. In this embodiment, the read timing pulse STV20 and the reset timing pulses STV11 and STV12 are output continuously. For this reason, the reset timing pulses STV11 and STV12 reach the final stage unit circuit 33 at the drive clock V2 before and after the drive clock V2 when the read timing pulse STV20 reaches the final stage unit circuit 33, respectively.

したがって、この実施形態では、リセットタイミングパルスSTV11、STV12に基づくリセット動作の有無による電子シャッタ傷は、画素アレイ20の端の行に発生する。一般的に、画素アレイ20の端の行の画素PXの画素信号は、画像処理に使用されないため、電子シャッタ傷の発生を抑制できる。   Therefore, in this embodiment, the electronic shutter flaw due to the presence or absence of the reset operation based on the reset timing pulses STV11 and STV12 occurs in the end row of the pixel array 20. In general, since the pixel signal of the pixel PX in the end row of the pixel array 20 is not used for image processing, the occurrence of electronic shutter flaws can be suppressed.

以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、読み出しタイミングパルスSTV20およびリセットタイミングパルスSTV11、STV12の出力タイミングが近いため、電子シャッタ傷の発生をさらに抑制できる。   As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Furthermore, in this embodiment, since the output timings of the read timing pulse STV20 and the reset timing pulses STV11 and STV12 are close, the occurrence of electronic shutter flaws can be further suppressed.

なお、上述した実施形態では、読み出し対象行の画素PXのフォトダイオードPDが3回リセットされる例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、読み出し対象行の画素PXのフォトダイオードPDは、4回以上リセットされてもよい。あるいは、読み出し対象行の画素PXのフォトダイオードPDのリセットの回数は、1回でもよいし、2回でもよい。すなわち、読み出し対象行の画素PXのフォトダイオードPDのリセットの回数は、フォトダイオードPDの容量や露光時間TSに応じて設定されればよい。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the example in which the photodiode PD of the pixel PX in the read target row is reset three times has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, the photodiode PD of the pixel PX in the read target row may be reset four times or more. Alternatively, the number of resets of the photodiode PD of the pixel PX in the read target row may be one or two. That is, the number of resets of the photodiode PD of the pixel PX in the read target row may be set according to the capacitance of the photodiode PD and the exposure time TS. Also in this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施形態では、1/3間引き読み出し(行間を2行飛ばして3行毎に画素信号を読み出す間引き読み出し)が実施される例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、1/5間引き読み出し(行間を4行飛ばして5行毎に画素信号を読み出す間引き読み出し)が実施されてもよい。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the embodiment described above, an example in which 1/3 decimation readout (decimation readout for reading out pixel signals every three rows by skipping two rows between rows) has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, 1/5 decimation readout (decimation readout for skipping 4 rows and reading out pixel signals every 5 rows) may be performed. Also in this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

図8は、1/5間引き読み出しが実施されるときの撮像装置10の動作の一例を示している。図8の動作は、1水平期間THに出力される駆動クロックV1、V2の数と露光時間TSとを除いて、上述した図5と同じである。なお、図8では、読み出しタイミングパルスSTV20を図示するために、露光時間TSを1水平期間THにして記載している。また、図中の星印、三角形および期間TH(TH1−TH8)の意味は、図5と同じである。図5で説明した動作と同様の動作については、詳細な説明を省略する。   FIG. 8 shows an example of the operation of the imaging apparatus 10 when 1/5 decimation readout is performed. The operation of FIG. 8 is the same as that of FIG. 5 described above except for the number of drive clocks V1 and V2 output in one horizontal period TH and the exposure time TS. In FIG. 8, in order to illustrate the read timing pulse STV20, the exposure time TS is described as one horizontal period TH. Further, the meanings of stars, triangles, and periods TH (TH1-TH8) in the figure are the same as those in FIG. Detailed descriptions of operations similar to those described in FIG. 5 are omitted.

1/5間引き読み出しの場合、高レベルの駆動クロックV2は、水平期間TH毎に、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に5回出力される。例えば、画素PXの信号の読み出しが5行目から開始される場合、駆動クロックV2は、各水平期間THの最初に、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に5回出力される。また、選択信号SELod、SELevのレベルは、例えば、各水平期間THの5つ目の駆動クロックV2の立ち上がりに同期して、変化する。   In the case of 1/5 decimation readout, the high level drive clock V2 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 five times for each horizontal period TH. For example, when reading of the signal of the pixel PX is started from the fifth row, the drive clock V2 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 five times at the beginning of each horizontal period TH. Further, the levels of the selection signals SELod and SELev change, for example, in synchronization with the rising edge of the fifth drive clock V2 in each horizontal period TH.

そして、リセットタイミングパルスSTV11は、水平期間TH1の駆動クロックV1の5つ目(最後)の立ち下がりで取り込まれるように、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に出力される。また、リセットタイミングパルスSTV12は、水平期間TH2の駆動クロックV1の2つ目の立ち下がりで取り込まれるように、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に出力される。なお、3つのリセットタイミングパルスSTV10は、水平期間TH1、TH3、TH5の駆動クロックV1の1つ目の立ち下がりでそれぞれ取り込まれるように、タイミングジェネレータ60から垂直シフトレジスタ32に出力される。   The reset timing pulse STV11 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 so as to be captured at the fifth (last) falling edge of the drive clock V1 in the horizontal period TH1. The reset timing pulse STV12 is output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 so as to be captured at the second falling edge of the drive clock V1 in the horizontal period TH2. The three reset timing pulses STV10 are output from the timing generator 60 to the vertical shift register 32 so as to be captured at the first falling edge of the drive clock V1 in the horizontal periods TH1, TH3, and TH5.

これにより、読み出し対象行の画素PXのフォトダイオードPDは、3回リセットされ、読み出し対象行に隣接する行の画素PXのフォトダイオードPDは、1回リセットされる。なお、読み出し対象行から2行離れた行はリセットを入れない。読み飛ばされる行数が増えた場合でも、ブルーミング現象を防止するためのリセットタイミングパルスSTV11、STV12を増やす必要がないため、電子シャッタ傷のレベルが大きくなることを防止できる。   As a result, the photodiode PD of the pixel PX in the read target row is reset three times, and the photodiode PD of the pixel PX in the row adjacent to the read target row is reset once. Note that a row that is two rows away from the read target row is not reset. Even when the number of rows skipped increases, it is not necessary to increase the reset timing pulses STV11 and STV12 for preventing the blooming phenomenon, so that the level of the electronic shutter flaw can be prevented from increasing.

上述した実施形態では、1/3間引き読み出しが実施される際に、3行目の画素PXから信号が読み出される例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、1/3間引き読み出しが実施される際に、1行目の画素PXから信号が読み出されてもよいし、2行目の画素PXから信号が読み出されてもよい。この場合、読み出しタイミングパルスSTV20およびリセットタイミングパルスSTV11、STV12の出力タイミングを、読み出し対象行に合わせてシフトさせればよい。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the example in which the signal is read from the pixel PX in the third row when the 1/3 decimation readout is performed has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, when 1/3 decimation readout is performed, a signal may be read from the pixel PX on the first row, or a signal may be read from the pixel PX on the second row. In this case, the output timing of the read timing pulse STV20 and the reset timing pulses STV11 and STV12 may be shifted according to the read target row. Also in this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

上述した実施形態では、増幅トランジスタMAMが画素PX毎に設けられる例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、図9に示すように、1つの増幅トランジスタMAMは、複数の画素PXに共用されてもよい。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the example in which the amplification transistor MAM is provided for each pixel PX has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, as shown in FIG. 9, one amplification transistor MAM may be shared by a plurality of pixels PX. Also in this case, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

図9は、図2に示した画素PXの変形例を示している。図9に示した画素の構成は、1つの画素共用部PXC(増幅トランジスタMAM、画素選択トランジスタMSE、リセットトランジスタMRSおよびフローティングディフュージョンFD)が2つの画素で共用されている点を除いて、上述した図2と同じである。図1−図6で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。   FIG. 9 shows a modification of the pixel PX shown in FIG. The pixel configuration shown in FIG. 9 is the same as that described above except that one pixel sharing unit PXC (amplification transistor MAM, pixel selection transistor MSE, reset transistor MRS, and floating diffusion FD) is shared by two pixels. It is the same as FIG. The same elements as those described in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

画素群PXGは、列方向に隣接する2つの画素により構成され、画素主要部PXMa、PXMbおよび画素共用部PXCを有している。画素主要部PXM(PXMa、PXMb)は、画素群PXGを構成する画素毎に設けられ、画素共用部PXCは、画素群PXGを構成する2つの画素で共用されている。各画素主要部PXM(PXMa、PXMb)は、フォトダイオードPD(PDa、PDb)および転送トランジスタMTR(MTRa、MTRb)を有している。また、画素共用部PXCは、増幅トランジスタMAM、画素選択トランジスタMSE、リセットトランジスタMRSおよびフローティングディフュージョンFDを有している。なお、転送トランジスタMTRa、MTRbのドレインは、増幅トランジスタMAMのゲートに共通に接続されている。   The pixel group PXG is composed of two pixels adjacent in the column direction, and includes pixel main parts PXMa and PXMb and a pixel sharing part PXC. The pixel main part PXM (PXMa, PXMb) is provided for each pixel constituting the pixel group PXG, and the pixel sharing part PXC is shared by two pixels constituting the pixel group PXG. Each pixel main part PXM (PXMa, PXMb) includes a photodiode PD (PDa, PDb) and a transfer transistor MTR (MTRa, MTRb). The pixel sharing unit PXC includes an amplification transistor MAM, a pixel selection transistor MSE, a reset transistor MRS, and a floating diffusion FD. Note that the drains of the transfer transistors MTRa and MTRb are commonly connected to the gate of the amplification transistor MAM.

すなわち、画素主要部PXMaおよび画素共用部PXCにより構成される画素(画素群PXGのうちの1つの画素)は、図2に示した画素PXと同じ構成である。また、画素主要部PXMbおよび画素共用部PXCにより構成される画素(画素群PXGのうちの別の1つの画素)は、図2に示した画素PXと同じ構成である。したがって、画素群PXGを有する固体撮像素子10の構成および動作は、1つの画素共用部PXCが2つの画素で共用されている点を除いて、上述した図4、図5および図8とそれぞれ同じである。   That is, the pixel (one pixel in the pixel group PXG) configured by the pixel main part PXMa and the pixel sharing unit PXC has the same configuration as the pixel PX illustrated in FIG. Further, a pixel (another one pixel in the pixel group PXG) configured by the pixel main portion PXMb and the pixel sharing portion PXC has the same configuration as the pixel PX illustrated in FIG. Therefore, the configuration and operation of the solid-state imaging device 10 having the pixel group PXG are the same as those in FIGS. 4, 5, and 8, respectively, except that one pixel sharing unit PXC is shared by two pixels. It is.

例えば、画素群PXGの画素選択トランジスタMSEを制御する選択信号SELGは、図3に示した選択信号SEL(a)と選択信号SEL(b)との論理和により生成される。また、例えば、画素群PXGのリセットトランジスタMRSを制御するリセット信号RSTGは、上述した図3に示したリセット信号RST(a)とリセット信号RST(b)との論理積により生成される。ここで、選択信号SEL(a)およびリセット信号RST(a)は、例えば、図3に示した単位回路35のうち、制御信号TX(a)を生成した単位回路35から出力される。また、選択信号SEL(b)およびリセット信号RST(b)は、例えば、図3に示した単位回路35のうち、制御信号TX(b)を生成した単位回路35から出力される。   For example, the selection signal SELG for controlling the pixel selection transistor MSE of the pixel group PXG is generated by the logical sum of the selection signal SEL (a) and the selection signal SEL (b) shown in FIG. For example, the reset signal RSTG for controlling the reset transistor MRS of the pixel group PXG is generated by the logical product of the reset signal RST (a) and the reset signal RST (b) shown in FIG. Here, the selection signal SEL (a) and the reset signal RST (a) are output from, for example, the unit circuit 35 that generated the control signal TX (a) in the unit circuit 35 illustrated in FIG. Further, the selection signal SEL (b) and the reset signal RST (b) are output from, for example, the unit circuit 35 that generates the control signal TX (b) among the unit circuits 35 illustrated in FIG.

図10は、図9に示した画素を用いた撮像装置10の動作の一例を示している。なお、図10の動作は、上述した図7の動作に対応し、リセットタイミングパルスSTV11、STV12が出力されるタイミングを除いて、図7と同じである。なお、図中の選択信号SELG_1およびリセット信号RSTG_1は、1行目および2行目の画素を含む画素群PXGの選択信号SELおよびリセット信号RSTである。選択信号SELG_2およびリセット信号RSTG_2は、3行目および4行目の画素を含む画素群PXGの選択信号SELおよびリセット信号RSTである。また、図中の星印、三角形および期間TH(TH1−TH10)の意味は、図7と同じである。図7で説明した動作と同様の動作については、詳細な説明を省略する。   FIG. 10 shows an example of the operation of the imaging apparatus 10 using the pixels shown in FIG. The operation in FIG. 10 corresponds to the operation in FIG. 7 described above, and is the same as that in FIG. 7 except for the timing at which the reset timing pulses STV11 and STV12 are output. Note that the selection signal SELG_1 and the reset signal RSTG_1 in the drawing are the selection signal SEL and the reset signal RST of the pixel group PXG including the pixels in the first and second rows. The selection signal SELG_2 and the reset signal RSTG_2 are the selection signal SEL and the reset signal RST of the pixel group PXG including the pixels in the third and fourth rows. Further, the meanings of stars, triangles, and periods TH (TH1-TH10) in the figure are the same as those in FIG. Detailed description of operations similar to those described in FIG. 7 is omitted.

リセットタイミングパルスSTV11、STV12によるリセット動作(図10の星印)は、読み出し動作が実施される行(図10の三角形)の2つ前に読み出された行に隣接する行に実施される。例えば、リセットタイミングパルスSTV11は、読み出しタイミングパルスSTV20を読み込む駆動クロックV1の立ち下がりの5つ後の駆動クロックV1の立ち下がりで取り込まれるように、出力される。また、例えば、リセットタイミングパルスSTV12は、読み出しタイミングパルスSTV20を読み込む駆動クロックV1の立ち下がりの7つ後の駆動クロックV1の立ち下がりで取り込まれるように、出力される。   The reset operation (stars in FIG. 10) by the reset timing pulses STV11 and STV12 is performed in a row adjacent to the row read out two rows before the row in which the read operation is performed (triangle in FIG. 10). For example, the reset timing pulse STV11 is output so as to be captured at the falling edge of the driving clock V1 five times after the falling edge of the driving clock V1 that reads the read timing pulse STV20. Further, for example, the reset timing pulse STV12 is output so as to be captured at the falling edge of the driving clock V1 that is seven times after the falling edge of the driving clock V1 that reads the read timing pulse STV20.

これにより、読み出しタイミングパルスSTV20およびリセットタイミングパルスSTV11、STV12は、最終段の単位回路33に相対的に近い間隔で到達する。この結果、図10の動作でも、電子シャッタ傷の発生を抑制できる。なお、読み出し対象の最終行等に隣接する行のリセット動作は、次のフレームの読み出し動作が実施される前までに実施される。したがって、図10の動作でも、ブルーミング現象を防止できる。   As a result, the read timing pulse STV20 and the reset timing pulses STV11 and STV12 arrive at the unit circuit 33 in the final stage at an interval relatively close. As a result, the occurrence of scratches on the electronic shutter can be suppressed even in the operation of FIG. Note that the reset operation for the row adjacent to the last row to be read is performed before the read operation for the next frame is performed. Therefore, the blooming phenomenon can be prevented even in the operation of FIG.

ここで、リセットタイミングパルスSTV11、STV12によるリセット動作は、読み出し動作が実施される行の2つ後に読み出される行に隣接する行に実施されるようにしてもよい。この場合、例えば、リセットタイミングパルスSTV11は、読み出しタイミングパルスSTV20を読み込む駆動クロックV1の立ち下がりの7つ前の駆動クロックV1の立ち下がり(図10では、水平期間TH5の駆動クロックV1の3つ目の立ち下がり)で取り込まれるように、出力される。また、例えば、リセットタイミングパルスSTV12は、読み出しタイミングパルスSTV20を読み込む駆動クロックV1の立ち下がりの5つ前の駆動クロックV1の立ち下がり(図10では、水平期間TH6の駆動クロックV1の2つ目の立ち下がり)で取り込まれるように、出力される。この場合でも、電子シャッタ傷の発生を抑制できる。さらに、この場合、読み出し対象行に隣接する行のリセット動作が読み出し動作の前(水平期間TH単位で2つ前)に実施されるため、ブルーミング現象を確実に防止できる。   Here, the reset operation by the reset timing pulses STV11 and STV12 may be performed on a row adjacent to a row to be read after the row on which the read operation is performed. In this case, for example, the reset timing pulse STV11 is the falling edge of the driving clock V1 seven times before the falling edge of the driving clock V1 that reads the reading timing pulse STV20 (in FIG. 10, the third driving clock V1 of the horizontal period TH5). Output at the falling edge). Further, for example, the reset timing pulse STV12 is the falling edge of the driving clock V1 five times before the falling edge of the driving clock V1 that reads the reading timing pulse STV20 (in FIG. 10, the second driving clock V1 of the horizontal period TH6). It is output so that it is captured at the falling edge. Even in this case, the occurrence of scratches on the electronic shutter can be suppressed. Further, in this case, since the reset operation for the row adjacent to the read target row is performed before the read operation (two before the horizontal period TH), the blooming phenomenon can be reliably prevented.

あるいは、リセットタイミングパルスSTV11、STV12は、読み出しタイミングパルスSTV20を読み込む駆動クロックV1の立ち下がりの5つ後および5つ前の駆動クロックV1の立ち下がりでそれぞれ取り込まれるように、出力されてもよい。この場合でも、ブルーミング現象および電子シャッタ傷の発生を抑制できる。   Alternatively, the reset timing pulses STV11 and STV12 may be output so as to be captured at the falling edge of the driving clock V1 five times after and five times before the driving clock V1 reading the reading timing pulse STV20. Even in this case, the blooming phenomenon and the occurrence of scratches on the electronic shutter can be suppressed.

上述したように、リセットタイミングパルスSTV11、STV12の出力タイミングを制御することにより、1つの増幅トランジスタMAMが複数の画素PXに共用される構成においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。   As described above, by controlling the output timing of the reset timing pulses STV11 and STV12, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained even in a configuration in which one amplification transistor MAM is shared by a plurality of pixels PX. it can.

上述した図1−図6で説明した実施形態では、リセットタイミングパルスSTV11、STV12のそれぞれの出力タイミングとリセットタイミングパルスSTV10の出力タイミングとの間隔が水平期間THの2倍より短く設定される例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、リセットタイミングパルスSTV11、STV12のそれぞれの出力タイミングとリセットタイミングパルスSTV10の出力タイミングとの間隔は、水平期間THの2倍以上に設定されてもよい。さらに、リセットタイミングパルスSTV11の出力タイミングとリセットタイミングパルスSTV12の出力タイミングとの間隔が、水平期間THの2倍以上に設定されてもよい。   In the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6 described above, an example in which the interval between the output timings of the reset timing pulses STV11 and STV12 and the output timing of the reset timing pulse STV10 is set to be shorter than twice the horizontal period TH. Stated. The present invention is not limited to such an embodiment. For example, the interval between the output timings of the reset timing pulses STV11 and STV12 and the output timing of the reset timing pulse STV10 may be set to be twice or more the horizontal period TH. Furthermore, the interval between the output timing of the reset timing pulse STV11 and the output timing of the reset timing pulse STV12 may be set to be twice or more the horizontal period TH.

この場合、リセットタイミングパルスSTV10、STV11、STV12のリセット動作の有無による電子シャッタ傷の発生場所を分散でき、1つの電子シャッタ傷のレベルを小さくできる。これにより、電子シャッタ傷を目立たなくできる。したがって、この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。   In this case, the occurrence location of electronic shutter flaws depending on whether or not the reset timing pulses STV10, STV11, and STV12 are reset can be dispersed, and the level of one electronic shutter flaw can be reduced. Thereby, the electronic shutter flaw can be made inconspicuous. Therefore, also in this case, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, said embodiment and its modification are only examples of this invention, and this invention is not limited to this. Obviously, modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

撮像装置および撮像装置の駆動方法に利用できる。   It can be used for an imaging apparatus and a driving method of the imaging apparatus.

10‥撮像装置;20‥画素アレイ;22‥垂直信号線;24‥定電流源;30‥垂直走査回路;32‥垂直シフトレジスタ;34‥垂直駆動回路;40‥水平シフトレジスタ;50‥読み出し回路;60‥タイミングジェネレータ;FD‥フローティングディフュージョン;MAM‥増幅トランジスタ;MRS‥リセットトランジスタ;MSE‥画素選択トランジスタ;MTR‥転送トランジスタ;PD‥フォトダイオード;PX‥画素   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Imaging device; 20 ... Pixel array; 22 ... Vertical signal line; 24 ... Constant current source; 30 ... Vertical scanning circuit; 32 ... Vertical shift register; 34 ... Vertical drive circuit; 60 timing generator; FD floating diffusion; MAM amplification transistor; MRS reset transistor; MSE pixel selection transistor; MTR transfer transistor; PD photodiode; PX pixel

Claims (8)

入射光に応じた信号電荷を生成し蓄積する光電変換部を有する画素が2次元行列状に配置された画素アレイと、
前記光電変換部を行毎にリセットする第1制御と、前記信号電荷に対応する画素信号を前記画素から行毎に読み出す第2制御とを実行する垂直走査回路と、
1行分の前記画素信号を読み出すための水平期間に対応する周期毎に、前記画素信号が読み出される行の間隔に応じた回数の駆動クロックを前記垂直走査回路に出力し、前記第1制御の実行タイミングを制御するリセットタイミング信号および前記第2制御の実行タイミングを制御する読み出しタイミング信号を、前記垂直走査回路に奇数番目の前記駆動クロックおよび偶数番目の前記駆動クロックの一方および他方でそれぞれ取り込まれるように出力するタイミング制御部とを備え
前記垂直走査回路は、
前記リセットタイミング信号および前記読み出しタイミング信号を受け、受けた信号のレベルを前記駆動クロックに同期して後段に順次伝達するシフトレジスタと、
前記画素アレイの各行に対応する垂直シフトパルスとして前記シフトレジスタの各段の出力を受けるとともに、前記画素信号の読み出し対象が奇数行か偶数行かを示す選択信号を受け、前記第1制御が実行される行および前記第2制御が実行される行を前記垂直シフトパルスおよび前記選択信号に基づいて選択する垂直駆動回路とを備え、
間引き読み出しが実施される場合、前記タイミング制御部は、前記画素信号が読み出される行の前記光電変換部のリセットのタイミングを制御する第1リセットタイミング信号を前記リセットタイミング信号として前記シフトレジスタに出力し、かつ、前記読み出される行に隣接する行の一方の行の前記光電変換部のリセットのタイミングを制御する第2リセットタイミング信号と、前記隣接する行の他方の行の前記光電変換部のリセットのタイミングを制御する第3リセットタイミング信号とを、前記リセットタイミング信号として前記シフトレジスタに出力する
ことを特徴とする撮像装置。
A pixel array in which pixels having photoelectric conversion units that generate and store signal charges according to incident light are arranged in a two-dimensional matrix;
A vertical scanning circuit that executes first control for resetting the photoelectric conversion unit for each row and second control for reading out a pixel signal corresponding to the signal charge from the pixel for each row ;
For each cycle corresponding to a horizontal period for reading out the pixel signals for one row, a drive clock of the number of times corresponding to the row interval from which the pixel signals are read out is output to the vertical scanning circuit, and the first control a reset timing signal for controlling the execution timing and read timing signals for controlling the execution timing of the second control, are taken respectively by one and the other of the odd-numbered of the drive clock and the even-numbered of the driving clock to said vertical scanning circuit And a timing control unit that outputs ,
The vertical scanning circuit includes:
A shift register that receives the reset timing signal and the read timing signal and sequentially transmits the level of the received signal to a subsequent stage in synchronization with the drive clock;
The first control is executed by receiving the output of each stage of the shift register as a vertical shift pulse corresponding to each row of the pixel array, and receiving a selection signal indicating whether the pixel signal is to be read out in an odd row or an even row. A vertical drive circuit that selects a row and a row on which the second control is executed based on the vertical shift pulse and the selection signal;
When thinning-out reading is performed, the timing control unit outputs, as the reset timing signal, the first reset timing signal that controls the reset timing of the photoelectric conversion unit in the row from which the pixel signal is read to the shift register. And a second reset timing signal for controlling a reset timing of the photoelectric conversion unit in one row adjacent to the row to be read, and a reset of the photoelectric conversion unit in the other row of the adjacent row An image pickup apparatus that outputs a third reset timing signal for controlling timing to the shift register as the reset timing signal .
請求項1記載の撮像装置において、
前記タイミング制御部は、前記読み出される行の前記光電変換部のリセット回数が2回以上の所定回数になるように前記第1リセットタイミング信号を前記シフトレジスタに出力し、かつ、前記隣接する行の前記光電変換部のリセット回数が前記所定回数より少ない回数になるように前記第2リセットタイミング信号および前記第3リセットタイミング信号を前記シフトレジスタに出力することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
The timing control unit outputs the first reset timing signal to the shift register so that the number of resets of the photoelectric conversion unit of the row to be read is a predetermined number of times of 2 or more, and the adjacent row The imaging apparatus, wherein the second reset timing signal and the third reset timing signal are output to the shift register so that the number of resets of the photoelectric conversion unit is less than the predetermined number.
請求項1記載の撮像装置において
記タイミング制御部は、前記第2リセットタイミング信号および前記第3リセットタイミング信号のそれぞれの出力タイミングと前記第1リセットタイミング信号の出力タイミングとの間隔が前記水平期間の2倍以上になるように、前記駆動クロック、前記第1リセットタイミング信号、前記第2リセットタイミング信号および前記第3リセットタイミング信号を前記シフトレジスタに出力することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1 ,
Before Symbol timing controller, and the interval between the output timing of the respective output timing as the first reset timing signal of the second reset timing signal and said third reset timing signal is equal to or greater than 2 times the horizontal period An image pickup apparatus that outputs the drive clock, the first reset timing signal, the second reset timing signal, and the third reset timing signal to the shift register .
請求項3記載の撮像装置において、
前記タイミング制御部は、前記第2リセットタイミング信号の出力タイミングと前記第3リセットタイミング信号の出力タイミングとの間隔が前記水平期間の2倍以上になるように、前記第2リセットタイミング信号および前記第3リセットタイミング信号を前記シフトレジスタに出力することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 3.
The timing control unit includes the second reset timing signal and the second reset timing signal so that an interval between an output timing of the second reset timing signal and an output timing of the third reset timing signal is at least twice the horizontal period . 3. An image pickup apparatus that outputs a reset timing signal to the shift register .
請求項3記載の撮像装置において、
前記タイミング制御部は、前記第2リセットタイミング信号および前記第3リセットタイミング信号のそれぞれの出力タイミングと前記読み出しタイミング信号の出力タイミングとの間隔が前記水平期間の3倍以下になるように、前記第2リセットタイミング信号および前記第3リセットタイミング信号を前記シフトレジスタに出力することを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 3.
The timing controller, and the interval between the output timing of the respective output timing before Symbol second reset timing signal and said third reset timing signal the read timing signal is below 3 times the horizontal period, the An image pickup apparatus that outputs the second reset timing signal and the third reset timing signal to the shift register .
請求項2記載の撮像装置において、The imaging apparatus according to claim 2, wherein
前記第1リセットタイミング信号は、前記第1制御の間、周期的に出力され、The first reset timing signal is periodically output during the first control,
最後に出力される前記第1リセットタイミング信号と、前記第2制御で出力される前記読み出しタイミング信号との間の期間で露光時間が制御され、The exposure time is controlled in a period between the first reset timing signal output last and the readout timing signal output in the second control,
前記期間は、奇数回分の水平期間であるThe period is an odd number of horizontal periods
ことを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus characterized by that.
請求項1記載の撮像装置において、The imaging device according to claim 1,
前記タイミング制御部は、転送信号を前記垂直駆動回路に更に出力し、The timing controller further outputs a transfer signal to the vertical drive circuit,
前記垂直駆動回路は、前記転送信号および前記垂直シフトパルスに応じて、前記第1制御を実行するThe vertical drive circuit executes the first control according to the transfer signal and the vertical shift pulse.
ことを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus characterized by that.
入射光に応じた信号電荷を生成し蓄積する光電変換部を有する画素が2次元行列状に配置された画素アレイと、前記光電変換部を行毎にリセットする第1制御と前記信号電荷に対応する画素信号を前記画素から行毎に読み出す第2制御とを実行する垂直走査回路とを備え、受けた信号のレベルを駆動クロックに同期して後段に順次伝達するシフトレジスタと、前記画素アレイの各行に対応する垂直シフトパルスとして前記シフトレジスタの各段の出力を受けるとともに、前記画素信号の読み出し対象が奇数行か偶数行かを示す選択信号を受け、前記第1制御が実行される行および前記第2制御が実行される行を前記垂直シフトパルスおよび前記選択信号に基づいて選択する垂直駆動回路とが前記垂直走査回路に含まれる撮像装置の駆動方法であって、Corresponding to the pixel array in which pixels having photoelectric conversion units that generate and store signal charges according to incident light are arranged in a two-dimensional matrix, the first control for resetting the photoelectric conversion units for each row, and the signal charges A vertical scanning circuit that executes second control for reading out pixel signals to be read from the pixels for each row, a shift register that sequentially transmits the received signal level to a subsequent stage in synchronization with a drive clock, and The output of each stage of the shift register is received as a vertical shift pulse corresponding to each row, the selection signal indicating whether the pixel signal is to be read is an odd row or an even row, and the row in which the first control is executed and the first And a vertical driving circuit that selects a row on which control is performed based on the vertical shift pulse and the selection signal in a driving method of an imaging apparatus included in the vertical scanning circuit. I,
1行分の前記画素信号を読み出すための水平期間に対応する周期毎に、前記画素信号が読み出される行の間隔に応じた回数の前記駆動クロックを前記シフトレジスタに出力し、前記第1制御の実行タイミングを制御するリセットタイミング信号および前記第2制御の実行タイミングを制御する読み出しタイミング信号を、前記シフトレジスタに奇数番目の前記駆動クロックおよび偶数番目の前記駆動クロックの一方および他方でそれぞれ取り込まれるように出力し、For each cycle corresponding to a horizontal period for reading out the pixel signals for one row, the drive clock is output to the shift register a number of times corresponding to the row interval from which the pixel signals are read out, and the first control A reset timing signal for controlling the execution timing and a read timing signal for controlling the execution timing of the second control are captured by the shift register at one and the other of the odd-numbered drive clock and the even-numbered drive clock, respectively. Output to
間引き読み出しが実施される場合、前記画素信号が読み出される行の前記光電変換部のリセットのタイミングを制御する第1リセットタイミング信号を前記リセットタイミング信号として前記シフトレジスタに出力し、かつ、前記読み出される行に隣接する行の一方の行の前記光電変換部のリセットのタイミングを制御する第2リセットタイミング信号と、前記隣接する行の他方の行の前記光電変換部のリセットのタイミングを制御する第3リセットタイミング信号とを前記リセットタイミング信号として前記シフトレジスタに出力することを特徴とする撮像装置の駆動方法。When thinning-out reading is performed, a first reset timing signal that controls the reset timing of the photoelectric conversion unit in the row from which the pixel signal is read is output to the shift register as the reset timing signal and is read out. A second reset timing signal for controlling a reset timing of the photoelectric conversion unit in one row adjacent to the row, and a third for controlling a reset timing of the photoelectric conversion unit in the other row of the adjacent row. A driving method of an imaging apparatus, wherein a reset timing signal is output to the shift register as the reset timing signal.
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